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  • 為什么圓管中紊流速度分布要比層流的均勻?

    為什么圓管中紊流速度分布要比層流的均勻?
    物理人氣:235 ℃時(shí)間:2020-05-22 23:04:58
    優(yōu)質(zhì)解答
    是圓管和明渠流動(dòng)并不重要,速度分布主要看“紊流”與“層流”的區(qū)別:
    在雷諾的實(shí)驗(yàn)中(密度近似的兩種水【密度近似就是說(shuō)它們能混合,不會(huì)像油浮在水面上,實(shí)驗(yàn)就是研究什么樣的流動(dòng)情況下它們會(huì)混合起來(lái),假若用油實(shí)驗(yàn)就無(wú)法做了】,一種有顏色,一種無(wú)顏色,從一個(gè)水箱沿著圓管流出),就非常直觀.
    》層流時(shí)流線相互平行,有顏色的水處于管軸,沒有與一般水混合.主要原因是低速時(shí)流體狀態(tài)主要與粘滯性有關(guān).此時(shí)水都朝著管口流動(dòng),其中離管壁近的水流粘滯程度高,速度慢,管軸處粘滯程度最低,速度最快,就呈現(xiàn)弧狀的速度分布(管軸處速度最大,越靠近管壁速度越?。?
    》紊流也稱亂流,顧名思義,有顏色的水和沒顏色的水都混合起來(lái)了,此時(shí)粘滯性的影響力遠(yuǎn)不如慣性力(如果說(shuō)粘滯性將水流速度分布變成弧形狀,而慣性力就是“沖擊”,“打散”,“攪拌”).微觀來(lái)看每個(gè)水分子,只能怪那些有顏色的水分子“不僅僅向管口流動(dòng),也橫向擴(kuò)散”,才會(huì)導(dǎo)致兩種水混合.這時(shí)水分子的速度相當(dāng)混亂,但總體是充斥整個(gè)圓管,類似于聯(lián)邦制——與層流的圓弧狀分布完全不同(中央集權(quán)),所以:
    紊流速度分布要比層流的均勻.
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