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科里奥利力
在旋转体系中进行直线运动的质点,由于惯性,有沿著原有运动方向继续运动的趋势,但是由于体系本身是旋转的,在经历了一段时间的运动之后,体系中质点的位置会有所变化,而它原有的运动趋势的方向,如果以旋转体系的视角去观察,就会发生一定程度的偏离。当一个质点相对于惯性系做直线运动时,相对于旋转体系,其轨迹是一条曲线。立足于旋转体系,我们认为有一个力驱使质点运动轨迹形成曲线,这个力就是科里奥利力。
科里奥利力的应用
人们利用科里奥利力的原理设计了一些仪器进行测量和运动控制。
1 质量流量计
质量流量计让被测量的流体通过一个转动或者振动中的测量管,流体在管道中的流动相当于直线运动,测量管的转动或振动会产生一个角速度,由于转动或振动是受到外加电磁场驱动的,有着固定的频率,因而流体在管道中受到的科里奥利力仅与其质量和运动速度有关,而质量和运动速度即流速的乘积就是需要测量的质量流量,因而通过测量流体在管道中受到的科里奥利力,便可以测量其质量流量。应用相同原理的还有粉体定量给料秤,在这里可以将粉体近似地看作流体处理。
2 陀螺仪
旋转中的陀螺仪会对各种形式的直线运动产生反映,通过记录陀螺仪部件受到的科里奥利力可以进行运动的测量与控制。
科里奥利力产生的影响
1 在地球科学领域
由于自转的存在,地球并非一个惯性系,而是一个转动参照系,因而地面上质点的运动会受到科里奥利力的影响。地球科学领域中的地转偏向力就是科里奥利力在沿地球表面方向的一个分力。地转偏向力有助于解释一些地理现象,如河道的一边往往比另一边冲刷得更厉害。
2 傅科摆
摆动可以看作一种往复的直线运动,在地球上的摆动会受到地球自转的影响。只要摆面方向与地球自转的角速度方向存在一定的夹角,摆面就会受到科里奥利力的影响,而产生一个与地球自转方向相反的扭矩,从而使得摆面发生转动。1851年法国物理学家傅科预言了这种现象的存在,并且以实验证明了这种现象,他用一根长67米的钢丝绳和一枚27千克的金属球组成一个单摆,在摆垂下镶嵌了一个指针,将这个巨大的单摆悬挂在教堂穹顶之上,实验证实了在北半球摆面会缓缓向右旋转(傅科摆随地橘芹举球自转)。由于傅科首先提出并完成了这一实验,因而实验被命名为傅科摆实验。
3 信风与季风
地球表面不同纬度的地区接受阳光照射的量不同,从而影响大气的流动,在地球表面延纬度方向形成了一系列气压带,如所谓“极地高气压带”、“副极地低气压带”、“副热带高气压带”等。在这些气压带压力差的驱动下,空气会沿着经度方向发生移动,而这种沿经度方向的移动可以看作质点在旋转体系中的直线 科里奥利力
运动,会受到科里奥利力的影响发生偏转。由科里奥利力的计算公式不难看出,在北半球大气流动会向左偏转,南半球大气流动会向右偏转,在科里奥利力、大气压差和地表摩擦力的共同作用下,原本正南北向的大气流动变成东北-西南或东南-西北向的大气流动。 随着季节的变化,地球表面延纬度方向的气压带会发生南北漂移,于是在一些地方的风向就会发生季节性的变化,即所谓季风。当然,这也必须牵涉到海陆比热差异所导致气压的不同。 科里奥利力使得季风的方向发生一定偏移,产生东西向的移动因素,而历史上人类依靠风力推动的航海,很大程度上集中于延纬度方向,季风的存在为人类的航海创造了极大的便利,因而也被称为贸易风。
4 热带气旋
热带气旋(北太平洋上出现的称为台风)的形成受到科里奥利力的影响。驱动热带气旋运动的原动力一个低气压中心与周围大气的压力差,周围大气中的空气在压力差的驱动下向低气压中心定向移动,这种移动受到科里奥利力的影响而发生偏转,从而形成旋转的气流,这种旋转在北半球沿着逆时针方向而在南半球沿着顺时针方向,由于旋转的作用,低气压中心得以长时间保持。 有关水槽之类的下水方向:例如马桶的下水方向确实受到科氏力的影响,但这种影响是微不足道的。马桶的下水方向更多地取决于马桶水槽的形状。其它类型的水槽亦如此。
5 对分子光谱的影响
科里奥利力会对分子的振动转动光谱产生影响。分子的振动可首灶以看作质点的直线运动,分子整体的转动会对振动产生影响,从而使得原本相互独立的振动和转动之间产生耦合,另外由于科里奥利力的存在,原本相互独立的振动模之间也会发生能量的沟通,这种能量的沟通会对圆碧分子的红外光谱和拉曼光谱行为产生影响。
散装水泥怎样计量
1、散装水泥生产企业,应配齐计量器具。发放散装水泥时,可采用电子流量控制装车计量。对于地称(地磅),必须实行“两次称重”,即空车称重前、载装散装水泥后分别进行称重;并做好两次称重记录;水泥运输车卸载散装水泥后,接受用户查验(“再次称重”),并以此作为销售结账依据。
2、散装李姿水泥罐内的余灰率不得大于0.4%;有条件可在散装水泥运输车辆上安装车载称,装卸多少,使其能一目了然.
3、建立用户联系卡。每次送货都由放料员、驾驶员、用户三方签字验收。
4、水泥生产企业(或销售商)设立计量检查员;发计量检查证,随时随地可对各部门的散装水泥的让扰兄计量进行监督检查,建立检查,考核档案。
5、根据商务部、财政部、建坦袭设部、铁道部、交通部、国家质量监督检验检疫总局、国家环境保护总局令第5号《散装水泥管理办法》 :
第十一条 散装水泥生产、经营、运输、使用单位和个人, 应当执行国家有关计量规定。
第十九条 违反本办法第十条、第十一条、第十二条、第十三条规定的,由有关部门分别按照《中华人民共和国质量法》、《中华人民共和国计量法》、《中华人民共和国统计法》、《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国环境保护法》等有关法律法规处罚。
科里奥利质量流量计的工作原理和基本结构
众所周知,当一个位于旋转系内的质点作朝向或者离开旋转中心的运动时,将产生一惯性力。如图6-1所示,当质量为(δm的质点以匀速u在一个围绕旋转轴P以角速度ω旋转的管道内轴向移动时,这个质点将获得两个加速度分量:
(1)法向加速度ar(向心加速度),其值等于ω2r,方向指向P轴。
(2)切向加速度at(科里奥利加速度),其值等于2ωu,方向与ar垂直,正方向符合右手定则,如图6-1所示。
为了使质点具有科里奥利加速度at,需在at的方向上加一个大小等于2ωuδm的力,这个力来自管道壁面。反作用于管道壁面上的力就是流体施加在管道上的科里奥利力Fc。
方向与αt相反。
从图6-1可以看出,当密度为ρ的流体以恒定流速u沿图6-1所示的旋转管流动时,任一段长度ΔX的管道都将受到一个大小为ΔFe的切向科里奥利力:
式中,A为管道内截面积。由于质量流量qm=ρuA,因此:
基于上式,只要能直接或者间接地测量出在旋转管道中流动的流体作用于管道上的科里奥利力,就可以测得流体通过管道的质量流量。
在过程工业应用中,要使流体通过的管道围绕P轴以角速度ω旋转显然是不切合实际的。这也是早期的质量流量计始终未能走出实验室的根本原因。经过几十 年的探索,人们终于发现,使管道绕P轴以一定频率上下振动,也能使管道受到科里奥利力的作用。而且,当充满流体的管道以等于或接近于其自振频率振动时,维持管道振动所需的驱动力是很小的。从而从根本上解决了CMF的结构问题。为CMF的迅速商用化打下了基础。
经过近二十年的发展,以科里奥利力为原理而设计的质量流量计已有多种形式。根据检测管的形状来分,大体上可以归纳为四类,即:直管型和弯管型;单管型和多管型(一般为双管型)。
弯管型检测管的仪表管道刚度低,产生信号相对较大,技术也相对成熟。因为自振频率也低(80-150Hz),可以采用较厚的管壁,仪表耐磨、耐腐蚀性能较好,但易存积气体和残渣引起附加误差切对安装空间有要求。直管型仪表不易存积气体,流量传感器尺寸小,重量轻。但自振频率高信号不易检测,为使自振频率不至于太高,往往管壁做得较薄,易受磨损和腐蚀。单管型仪表不分流,测量管中流量处处相 等,对稳定零点有好外,也便于清洗,但易受外界振动的干扰,仅见于早期的产品和一些小口径仪表。双管型仪表既实现了双管相位差的测量,也增了大信号增强了线性,同时降低外界振动干扰的影响。
什么是科里奥多力? 科里奥多流量计工作原理?
科里奥利质量流量计(Coriolis mass flowmeter,简称CMF),利用流体流过振动的管道时所受到的科里奥利力与流体质量流量成正比的原理制成,具有精度高、运行可靠、维护量少及适用介质广等特点,在工业生产和贸易计量等领域得到了广泛的应用。
科里奥多力即为流过振动的管道时所受到的力。
科里奥利力公式
科里奥利力公式:F向=门本现相望酒树mω2。
科里奥利力(Coriolis force)有些地方也称作哥里奥利力,简称为科氏力,是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。科里奥利力来自于物体运动所具有的惯性。
旋转体系中质点的直线运动科里奥微下府探兰歌培利力是以牛顿力学为基础的。1835年,法国气象学家科里奥利提出,为了描述旋转体系的运动,需要在运动方程中引入一个千课乎逐假想的力,这就是科里奥利力。
引织友种以附史斗向坏入科里奥利力之后,人们可以像处理惯性系中的运动方程一样简单地处理旋转体系中的助验法这力预定散开害运动方程,大大简化了旋系的处理方式。由于人类生活的地球本身就是一个巨大的旋转体系,因而科里奥利力很快在流体运动领域取得了成功的应用。
在旋转体系中进行直线运动的质点,由于惯性,有沿着原有运动方向继续运动的趋势,但是由于体系本身是旋转的,在经历了一段时间的运动之后,体系中质点的位置会有所变化,而它原有的运动趋势的方向,如果以旋转体系的视角去观察,就会发生一定程度的偏离。
科里奥利力公式
科里奥利力公式:F向=mω2。
科里奥利力(Coriolis force)有些地方也称作哥里奥利力,简称为科氏力,是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移希的一种描述。科里奥利力来自于物体运动所具有的惯性。
旋转体系中质点的直线运动科里奥利力是以牛顿力学为基础的来自。1835年,法国气象学家科里奥利提出,为了描述旋转体系的运动,需要在运动方程中引入一个假想的力,这就是科里奥利力。
引入科里奥利力之后,人们可以像处理惯性系中的运动方程一样派里概形简单地处理旋转体系中的运动方程,大大简化了旋系的处理方式。由于人类生活的地球本身就是一个巨大的旋转体系,因而科里奥利力很快在流体运动及先城煤领域取得了成功的应用。
在旋转体系中进行直线运动的质点,由于惯性,有沿着原有运动方向继续运动的趋势,但级边此宗劳真情级批此是由于体系本身是旋转的,在经历了一段时间的运动之后,体系中质点的航情围议五汽位置会有所变化,而它原有的运动趋势的方向,如果以旋转体系的视角去观察,就会发生一定程度的偏离。