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技術(shù)文章  
液體灌裝的力學(xué)基礎(chǔ)
發(fā)布者:admin 發(fā)布時(shí)間:2012-09-03 閱讀:2503次 【字體:
液體灌裝是特液體從貯液缸中取出,經(jīng)過(guò)管道,按一定的流速或流景流入包裝容器的過(guò)程。管道中流體的運(yùn)動(dòng)是依靠流入端與流出端壓力差,即流人端壓力必須高于流出端壓力。根據(jù)流體力學(xué),流體在流動(dòng)過(guò)程中由于其所具有的基本條件不同,會(huì)出現(xiàn)兩種不同的流動(dòng)狀態(tài)——穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)和不穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)。如果流體在管道中流動(dòng)時(shí),其任一截面處的流速、壓強(qiáng)等物理量均不隨時(shí)間變化,即屬于穩(wěn)定流動(dòng)。只要其中一個(gè)物理量隨時(shí)間變化.即為不穩(wěn)定流動(dòng)。在液體灌裝中,這兩種狀態(tài)都有可能存在。
液體在管道中流動(dòng)時(shí)有兩種完全不向的流動(dòng)狀態(tài).即層流和紊流。若流體質(zhì)點(diǎn)沿管軸做有規(guī)則的平行運(yùn)動(dòng),各質(zhì)點(diǎn)互不碰撞.互不混合,為層流。若流體質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng),并互相碰撞,產(chǎn)生大大小小的旋渦,為紊流。紊流質(zhì)點(diǎn)的速度和壓強(qiáng)都是脈動(dòng)的,是一種不穩(wěn)定流動(dòng)。其判斷準(zhǔn)則是:當(dāng)雷諾數(shù)Re小于2000時(shí)為層流;Re大于2000時(shí)為紊流。一般管道截而為圓形,假設(shè)流過(guò)圓形管道截面的液體為穩(wěn)定均勻?qū)恿,根?jù)伯肖公式:
從上式看出.容積流量與壓力差成止比.與管內(nèi)徑的四次方成正比,與管長(zhǎng)成反比,平均流速與流量成正比。由此,可得出以下結(jié)論:
 ①同一種液體.當(dāng)管長(zhǎng)與管徑不變時(shí),如果壓力差成倍增加,容積流量也成倍增加.平均流速同樣成倍增加。
 ②同一種液體,當(dāng)管徑不變時(shí),如果管長(zhǎng)與壓力差均成倍增加,則容積流量不變,平均流速也不變。

上述結(jié)論,是設(shè)計(jì)最佳灌裝系統(tǒng)的依據(jù)。

本文作者:常宏藥機(jī)
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