音速喷嘴空气流量计算器

基于伯努利方程计算多喷嘴系统的空气流量

⚙️ 输入参数

mmHg
KPa
mmHg
KPa

📈 计算结果

总空气流量
0.00
千克/小时 (kg/H)
目标压差下的流量
0.00
千克/小时 (kg/H)

ℹ️ 喷嘴流量详情

📊 流量-压力曲线

📚 计算原理

音速喷嘴(临界流喷嘴)在入口压力与出口压力之比超过临界压力比时,会在喷嘴喉部达到音速(马赫数=1),此时质量流量只取决于上游条件(压力和温度)和喷嘴的几何形状(喉部面积)。

伯努利方程

对于理想气体,临界质量流量公式为:

ṁ = Cd × A × P0 × √[γ / (R × T0)] × [2/(γ+1)](γ+1)/(2(γ-1))

其中:

  • ṁ = 质量流量 (kg/s)
  • Cd = 流量系数 (无因次)
  • A = 喉部面积 (m²)
  • P0 = 上游总压 (Pa)
  • T0 = 上游总温 (K)
  • γ = 比热比 (空气为1.4)
  • R = 气体常数 (空气为287 J/(kg·K))

简化假设

本计算器基于以下简化:

  • 温度恒定 (T₀ = 298K)
  • 流量与压力成正比:ṁ ∝ P₀
  • 喷嘴设计:后一个喷嘴的标准流量是前一个的2倍
  • 所有喷嘴具有相同的流量系数和温度条件

流量-压力曲线

流量-压力曲线基于伯努利方程计算:

Q = k × √(ΔP)

其中:

  • Q = 流量 (kg/H)
  • ΔP = 压差 (KPa)
  • k = 流量系数 (根据当前输入值计算)

单位转换

流量单位转换:1 kg/H = 1000 g/s × 3.6

压力单位转换:1 KPa = 7.50062 mmHg

刻度说明

横坐标采用线性刻度:

  • 压差范围:0 KPa 到 70 KPa
  • 数据点数量:100个
  • 每个点间隔:0.7 KPa

这种刻度方式能均匀展示整个压力范围内的流量变化。

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