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恒溫槽的選購指南(流動(dòng)篇)

發(fā)布時(shí)間:2023-06-09 來源:新芝生物 瀏覽量:0
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  恒溫槽作為一種非常常規(guī)且常見的恒溫裝置,已被廣泛應(yīng)用于生物技術(shù)、化學(xué)、半導(dǎo)體、醫(yī)療技術(shù)、汽車、航空航天等眾多領(lǐng)域。如圖1所示,在面對(duì)恒溫槽的選擇和使用情況下,參數(shù)設(shè)定需要考慮眾多實(shí)際問題。每一項(xiàng)恒溫槽參數(shù)的背后都會(huì)有1-2項(xiàng)機(jī)械或物性參數(shù)對(duì)其影響,如循環(huán)泵揚(yáng)程和流量都需要綜合考慮泵性能曲線及恒溫介質(zhì)的物性等參數(shù)。

循環(huán)內(nèi)容

  在選擇和使用恒溫槽時(shí),需要考慮流體流動(dòng)狀態(tài)、介質(zhì)選擇和換熱效率等參數(shù)。本文,我們從流體流動(dòng)先來講一講。

關(guān)于流體的流動(dòng)性

眾所周知的,流體的流動(dòng)性好不好,我們必然會(huì)考慮的就是流體粘不粘,也就是粘度。粘度分為動(dòng)力粘度(μ)和運(yùn)動(dòng)粘度(ν),兩者的換算方式為:

μ = ν × ρ即 動(dòng)力粘度 = 運(yùn)動(dòng)粘度 × 介質(zhì)密度

注意:ρ:g/cm3;μ:mPa·s;ν:cSt;或者ρ:kg/m3;μ:Pa·s;ν:m2/s

動(dòng)力粘度通常使用的單位為泊(P)、厘泊(cP)、毫帕秒(mPa·s)和帕秒(Pa·s)等,相互之間的換算關(guān)系如下:

1 P = 100 cP = 0.1 Pa·s = 100 mPa·s

運(yùn)動(dòng)粘度通常使用的單位為m2/s、斯(St)和厘斯(cSt)等,相互之間的換算關(guān)系如下:

1 m2/s = 104 St = 106cSt

液體怎么在管道內(nèi)流動(dòng)

液體怎么在管道內(nèi)流動(dòng)

  流體在管道中的流動(dòng)遵循流體的機(jī)械能守恒獲得流體流動(dòng)的方程。即:壓力勢能+動(dòng)能+重力勢能=常數(shù)。如圖2所示管道內(nèi)流動(dòng)過程,在理想狀態(tài)下,1點(diǎn)位和2點(diǎn)位的能量應(yīng)該是守恒的,即:

公式

  然而實(shí)際情況下,由于摩擦等存在,從1點(diǎn)位流到2點(diǎn)位必然會(huì)有能量損失,因此為了能夠使等式成立,往往需要考慮在前端施加動(dòng)力,在后端考慮損失。正因此,泵可以給流體提供外加壓頭,而管道尺寸、形狀、變徑、彎頭、閥門等等均會(huì)產(chǎn)生管道阻力而產(chǎn)生壓頭損失,因此對(duì)上式變形可得:

公式

  其中,以圖2為例,等式從左到右八項(xiàng)分別為 1點(diǎn)靜壓頭、1點(diǎn)動(dòng)壓頭、1點(diǎn)位壓頭、外加壓頭、2點(diǎn)靜壓頭、2點(diǎn)動(dòng)壓頭、2點(diǎn)位壓頭、壓頭損失。

  由此,我們可以得到以下結(jié)論

  1、流體的流速、流量均與動(dòng)力粘度成反比;2、壓降與動(dòng)力粘度成正比;3、流體的粘度越大,則表示流體的流動(dòng)性越差;4、外循環(huán)管路過長、過細(xì)、有過多管道連接件都會(huì)導(dǎo)致大量的能量損失而阻礙流動(dòng);5、當(dāng)外負(fù)載管路阻力較高時(shí)應(yīng)考慮升高泵壓。

關(guān)于雷諾數(shù)-Re

  此外,在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí),我們?nèi)绾卧u(píng)估流體的粘度對(duì)流動(dòng)影響是否嚴(yán)重以及流體的流動(dòng)狀態(tài)呢?我們需要引入一個(gè)無量綱參數(shù),雷諾數(shù)——Re,其計(jì)算方式如下:

  Re=duρ/μ

  其中,d為管道的當(dāng)量直徑,μ為流體的粘度、ρ為流體的密度、u為流體的流速。根據(jù)Re的從小到大,可以將流體的流動(dòng)狀態(tài)分為層流、過渡流和湍流,如果想要流體在流動(dòng)的過程中有充分的返混,那么需要加大雷諾數(shù)是流體進(jìn)入湍流;如果想要層層推進(jìn),沒有返混那么就要讓流體流動(dòng)緩慢,處于層流狀態(tài)。

  那么層流和湍流對(duì)于恒溫有什么影響呢?讓我們留個(gè)小懸念,我們下次再討論~新芝恒溫水浴類產(chǎn)品具有多種揚(yáng)程選擇,從0.45~6 bar的可選范圍,充分幫助你克服因?yàn)楣艿雷枇^大而引起的壓降!

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