液体通过任意几何形状容器上的孔洞流出对于具有立式圆柱形的容器,有dV=元D2dhy:7-25)4代人式!7-24),得到元D2dh7·26)7Vht4AC.V2g如果孔洞位于容器的底部,那么,将式(4-26)从h=0积分到h=ho。式(4-26)给出了该容器的泄漏完所需的时间2h9元D°/41元D2/42gh,(727)AC.CogAg与式7-21)的结果相同
液体通过任意几何形状容器上的孔洞流出 7 7 7 7 7
例7-2【例72】圆柱形罐,高20ft,直径8ft,里面购存有苯。贴罐内充装有氮气,为防止爆炸,罐内表压为latm,且恒定不变。目前,贴罐内的液面高度为17ft。由于疏忽,铲车驾驶员将距离地面5ft的罐壁上撞出一个直径为1in的小孔。请估算:(1)流出多少苯;(2)苯流至漏孔高度处所需的时间:(3)苯通过小孔的最大质量流率。该条件下苯的相对密度为0.8794。解苯的密度为p=((0.8794)(62.41bm/ft3)=54.9lbm/ft3罐的面积为A, (3. 14)(8ft)=50. ft44孔洞的面积为A=(3.14)(lin)(1ff/144n)=5.45×10-ft*4表压力为P=(1atm)(14.7lb,/in2)(144in2/ft2)=2.12×1031b/ft2(1)孔洞上方苯的体积为V=A.h=(50.2ft2)(17ft—5ft)(7.48gal/ft3)=4506gal这就是能够流出的苯的全部的量
例 7 - 2 7
例7-2续(2)苯全部流出来所需的时间,由式(7-20)给出2g.Pt.=(A)2(g.P)p150.2ft2(5.45×10-3ft2(0.61)(32.17ft/s2)【(2)(32.17ft·lbm/lbr:s)(2.12×10"Ib/ft)+(2)(32.17ft/s2)(12ft)一V2484ft/s54.9lbm/ft3=(469s2/ft)(7.22ft/s)=3386s=56.4min(3)最大的流出量发生在t=0和液面高度为17.0ft时。质量流率可通过式1719)计算/2(g.Ps+ghiQm=pACoaC=(54.91bm/ft3)(5.45×10-3ft)(0.61)3.26×103ft2/s2=10.4lbm/s
例7-2 续 7 7
7.2.1液体泄漏通过管道泄漏(3) iP<Pu,=u,Z2Pip=常数u,dZ,流体经管道流出
流体经管道流出 L d 1 1 1 P u Z 2 1 2 1 2 P <P u =u Z ρ=常数 7.2.1 液体泄漏——(3) 通过管道泄漏
7.2.1液体泄漏一(3)通过管道泄漏本模型可由机械能守恒并结合不可压缩宿流体来表达:APWugS+△1Z(7-28 )mpgc2agF为摩擦导致的机械能损失,包括管道摩擦损失如阀门、弯头、孔、突然扩大管道的进、:出口、突然缩宿小等。对各种摩擦损失,采用如下损失形式:u(7-29 )2gc
⚫ 本模型可由机械能守恒并结合不可压缩流体来表达: ⚫ F为摩擦导致的机械能损失,包括管道摩擦损失如 阀门、弯头、孔、管道的进、出口、突然扩大、 突然缩小等。 ⚫ 对各种摩擦损失,采用如下损失形式: m W z F g g ag P u s c c + + = − + 2 2 (7-28) = c f g u F K 2 2 (7-29) 7.2.1 液体泄漏——(3) 通过管道泄漏