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(简答题)

滞流和湍流有何不同?

正确答案

滞流和湍流本质的不同有以下几点。
(1)流体质点运动方式
滞流与湍流主要不同点在于内部质点运动方式。滞流时,流体质点作平行于管轴的直线运动,各质点不碰撞也不混合。湍流时,流体在流动总方向流动的同时,诸驻点作不规则杂乱无章的流动,且彼此相互碰撞和混合,有时还产生旋涡,质点的速度和方向随时改变。因此湍流实质上非定态流动,但实验发现管截面上任一点速度和压强等总在一个“平均值”上下变动,这个平均值称为时匀值,而时匀值不随时间变化,因此可将湍流看做是定态流动。以简化湍流的计算。
(2)流体在圆筒内的速度分布
无论是滞流还是湍流,在管道任一截面上质点、速度沿径向而变,这种变化关系称为速度分布,一般管中心速度最大,越近管壁速度越小,在管壁处速度为零。速度具体分布情况随流型而异,通过数学推倒证实滞流是管中心最大速度umax为平均值的两倍,速度分布线为抛物线。湍流时质点运动情况复杂,目前还不能用理论推倒出速度分布规律,由实验也可测出速度分布线。由于湍流时质点强烈混合,使径向上各点速度分布较均匀,速度分布线不是严格的抛物线。实验测出,Re值越大在曲线顶部平坦范围越广,但在管壁处速度仍为零,所以靠管壁处速度分布曲线较陡。u与umax的比值随Re的变化而异。

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