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流體的流動(dòng)形式和流速分(fèn)布(bù)

點擊次數:7948 發布(bù)時間:2016-06-30 03:28:20
1)流速分布
在實際流體(tǐ)中,無論是在管道(dào)內的流動,還是繞物體流動,都(dōu)會導致流體的能量受到不同程度(dù)的損耗。在研究損耗的過程中人(rén)們發現,管道中(zhōng)的流體存在著兩種不同的流動狀態,能量的損耗根(gēn)據流動狀態(tài)的不同而(ér)有所差別。這兩種狀態分別(bié)稱為層流和紊流(湍流)。層(céng)流和紊(wěn)流的流(liú)速分布(bù)如圖1.2所(suǒ)示。
流速分布的形狀圖
層流狀態的流速在(zài)管道中心處為*大,沿半徑方向分層遞減。層次之間互不幹涉。流速分布的輪廓為拋物線形狀。
紊流狀態的流體質點除了沿軸向流動外,還有橫向運動。這樣會造成質點間的碰撞,並形成旋(xuán)渦。因此,流體以紊流方式流動時所消耗的能量比層流方式(shì)要大得多,而且在管(guǎn)道中心處(chù)的流速(sù)也降低了。
2)雷諾係數
雷諾係數Re是一個與管道內流速v、管道直徑D和流體粘度v有關的參數,用它(tā)可作為判別流動狀態的準則。雷(léi)諾係數(shù)的定義是
雷諾係數公式
對於光滑的(de)圓管,當Re<2320時流動形式為(wéi)層流;而當Re>2320時(shí)為紊流。對非圓形截而的情況,可使用相似直徑。它的換算公式為(wéi)
雷諾係數(shù)公式
式中
A—管道(dào)麵積;
X—濕周長度。
雷諾係數的物理意義為(wéi)流休流動時慣性力和粘(zhān)性力的比值(zhí)。雷諾係數大,表明流動以慣性力為主,流動狀態為紊流;雷諾係數小,表明流動以粘性力為主,流(liú)動狀態為層流。
3)馬赫數
馬赫數Ma是一(yī)個描述流體慣性力和彈性力之比的無量綱參數。它用流速和聲速(sù)之(zhī)比來表示,即
馬赫數公式
式中
Ma-馬赫數(shù);
v—流體的軸向平均流(liú)速(sù);
c—聲速。
馬赫數是影響(xiǎng)可壓(yā)縮流體(氣體)流動的(de)一個重要參數,它反映了流體壓縮性對流體的影響。根據馬赫數可把(bǎ)流動形式分為亞聲速流動(Ma<1).跨聲速流動(Ma≈1)和超聲速流動(Ma>1)。

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