【摘要】:图3-2 自由流动的流态a)层流 b)紊流图3-3 管道内分子团流动轨迹示意a)层流 b)紊流层流时,压力损失较低,大致与平均流速成正比。紊流时,由于分子团相互撞击严重,压力损失较高,大致与平均流速的平方成正比。影响流态的因素影响流态的主要因素:黏度、流速、管径。在层流和紊流时,压力损失与流量之间还有一个基本固定的关系。但在层流-紊流过渡区,就不能断定,流态是紊流还是层流,也就无法估算出压力损失。
(1)层流和紊流
如果注意观察从自来水龙头中流出的水(见图3-2),可以发觉,在流量较小时,水柱晶莹透亮,形状相对稳定(见图3-2a);而流量增大以后,水柱就不再透亮了,似有多泡,形状湍动不安(见图3-2b)。前者被称为层流,后者被称为紊流。
层流之所以看上去透明稳定,是因为液体的流速较低,液体分子团相互之间的吸引力高于它们的惯性力,流动没有漩涡,因此稳定有序。
而当流量增大以后,流速增高,液体分子团的惯性力超过相互间的吸引力,分子团各行其道,相互撞击,无稳定轨迹,就成为紊流。
在管道中,液体的流动也同样有层流与紊流之分(见图3-3)。
图3-2 自由流动的流态
a)层流 b)紊流
图3-3 管道内分子团流动轨迹示意(www.xing528.com)
a)层流 b)紊流
层流时,压力损失较低,大致与平均流速成正比。
紊流时,由于分子团相互撞击严重,压力损失较高,大致与平均流速的平方成正比。
(2)影响流态的因素
影响流态的主要因素:黏度、流速、管径。
黏度越低则分子团相互之间的吸引力越小,流速越高则惯性力越大,而管径越大,则液体流动时可依附的部分相对就少,流动越容易成为紊流。
(3)流态的转变
如果缓慢开大自来水开关,在层流转为紊流后,再缓慢关小开关,仔细观察会发现,必须关到更小的开度,紊流才会回复为层流。这与日常生活经验相符:保持整齐不变为混乱易,而从混乱再恢复为整齐难。
也正是这点,给液压技术带来了最基本的不确定性。在层流和紊流时,压力损失与流量之间还有一个基本固定的关系。但在层流-紊流过渡区,就不能断定,流态是紊流还是层流,也就无法估算出压力损失。
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