知识大全弯道水流的流速分布与顺直河道流速分布有何不同

Posted 2022-07-27 流体

篇首语：四方食事，不过一碗人间烟火。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了知识大全弯道水流的流速分布与顺直河道流速分布有何不同相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

弯道水流的流速分布与顺直河道流速分布有何不同

弯道水流中，凹岸流速较快，以侵蚀作用为主，凸岸流速较慢，以沉积作用为主；
顺直河道，表层流速较快，地层流速较慢。

弯道水流流速分布与顺直河道流速分布的区别

直河道流速在北半球中心河道右侧流速较大，中心河道左侧流速较大小，南半球相反。
弯道水流流速不管南北半球，都是凹岸流速较大，凸岸流速较小。

层流和紊流流速分布有何不同?

紊流是流体力学中的一个术语，是指流体从一种稳定状态向另一种稳定状态变化过程中的一种无序状态。具体是指流体流动时各质点间的惯性力占主要地位，流体各质点不规则地流动。
紊流一般相对“层流”而言。一般用雷诺数判定。雷诺数小，意味着流体流动时各质点间的粘性力占主要地位，流体各质点平行于管路内壁有规则地流动，呈层流流动状态。雷诺数大，意味着惯性力占主要地位，流体呈紊流流动状态，一般管道雷诺数Re＜2000为层流状态，Re＞4000为紊流状态，Re＝2000～4000为过渡状态。在不同的流动状态下，流体的运动规律．流速的分布等都是不同的，因而管道内流体的平均流速与最大流速的比值也是不同的。因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流动特性。
流体在管内流动时，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。此种流动称为层流或滞流，亦有称为直线流动的。流体的流速在管中心处最大，其近壁处最小。管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5，根据雷诺实验，当雷诺准数Re<2100时，流体的流动状态为层流。
粘性流体的层状运动。在这种流动中，流体微团的轨迹没有明显的不规则脉动。相邻流体层间只有分子热运动造成的动量交换。常见的层流有毛细管或多孔介质中的流动、轴承润滑膜中的流动、绕流物体表面边界层中的流动等。层流只出现在雷诺数Re（Re＝ρUL／μ)较小的情况中，即流体密度ρ、特征速度U和物体特征长度L都很小，或流体粘度μ很大的情况中。当Re超过某一临界雷诺数Recr时，层流因受扰动开始向不规则的湍流过渡，同时运动阻力急剧增大。临界雷诺数主要取决于流动形式。对于圆管，Recr≈2000，这里特征速度是圆管横截面上的平均速度，特征长度是圆管内径。层流远比湍流简单，其流动方程大多有精确解、近似解和数值解。层流一般比湍流的摩擦阻力小，因而在飞行器或船舶设计中，应尽量使边界层流动保持层流状态。
也就是说是层流还是紊流与不由速度决定，而由雷诺数决定

引起流速分布的原因是什么

流体的粘性力

不可压缩流的流速分布，满足质量守恒定律吗

满足。
在整个流场中处处应满足质量守恒定律。
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连续性方程
第一章流体的物理性质和流体运动物理量的描述
• 1.6流体的连续性方程
§1.6 流体的连续性方程
Continuity equation
• 连续方程是流体力学的基本方程之一。连续方程具有多种表达形式，但其物理意义只有一个，就是质量守恒定律在流体力学中的应用。
1.6 流体的连续性方程
一、三维流动、二维流动的连续性方程
直角坐标系中的连续方程
如图所示，在流场中取出一平行六面微元体，其边长分别为 dx、dy、dz。在整个流场中处处应满足质量守恒定律。因此，单位时间内微元体内质量的改变量应等于单位时间内通过微元体的质量的净流出量。设流体的密度为，以x方向通过微元体的质量流量为例。单位时间内通过控制面ABCD流进控制体的质量流量为
q1   vx dydz
§1.6 流体的连续性方程
• 单位时间内通过控制面A’B’C’D’流出控制体的质量流量为：  vx q2  (  vx  dx)dydz x • 单位时间内沿x方向的净流出量为：
dqx  q2  q1  vx  (  vx  dx)dydz   vx dydz x  vx  dxdydz x
• 同理可得沿y方向和z方向的净流出量为：
dq y   v y y  vz dqz  dxdydz z dxdydz
• 单位时间内通过微元体的质量净流出量为：
dqx  dq y  dqz   vx  v y  vz    y z  x   dxdydz 
• 单位时间内微元体内所含质量对时间的变化率为：
dM   x, y, z, t  dt     x, y, z , t   dxdydz dt dt   dxdydz t
根据质量守恒定律：
dq  
因此：
dM dt
  dxdydz  0 
   vx  v y  vz     x y z  t
令dx,dy,dz同时趋近于零，并将上式两端同时除以dxdydz，取极限得：   vx  v y  vz
t  x  y  z 0
• 对于不可压缩流体：
  常数
得不可压缩流体的连续方程：
vx v y vz   0 x y z
 不可压缩流体三维流动的连续性方程
vx v y vz   0 x y z
 不可压缩流体二维流动的连续性方程
vx v y  0 x y
物理意义：在同一时间内通过流场中任一封闭表面的体积流量等于零，也就是说，在同一时间内流入的体积流量与流出的体积流量相等。
二、恒定总流的连续性方程
（1）恒定流动，该段元流的形状、位置不随时间发生变化；（2）没有流体穿过元流，从侧面流入和流出；（3）元流内流体不存在空隙。
根据质量守恒定律，在 dt 时间内
分流
1u1dA1  2u2 dA2

A1
1u1dA1    2u2 dA2
A2
1v1 A1  2v2 A2
不可压缩流体
v1 A1  v2 A2  v3 A3
Q1  Q2  Q3
v1 A1  v2 A2  Q
dM   rdrd dz
dt t
dqr   (  vr r ) drd dz r  (  v ) dq  drd dz   (  vz ) dqz  rdrd dz z
 1  (  vr r ) 1  (  v )  vz    0 t r r r  z
上式就是柱坐标系下的连续方程。对于不可压缩流体：
  常数
得柱坐标系下不可压缩流体的连续方程为：
 (vr ) vr 1  (v ) vz    0 r r r  z
 s1  s2
1v1n s1  2v2 n s2
v1 s1  v2 s2

圆管中层流与紊流其过流断面的速度分布有何不同

是圆管和明渠流动并不重要,速度分布主要看“紊流”与“层流”的区别：
在雷诺的实验中（密度近似的两种水【密度近似就是说它们能混合,不会像油浮在水面上,实验就是研究什么样的流动情况下它们会混合起来,假若用油实验就无法做了】,一种有颜色,一种无颜色,从一个水箱沿着圆管流出）,就非常直观.
》层流时流线相互平行,有颜色的水处于管轴,没有与一般水混合.主要原因是低速时流体状态主要与粘滞性有关.此时水都朝着管口流动,其中离管壁近的水流粘滞程度高,速度慢,管轴处粘滞程度最低,速度最快,就呈现弧状的速度分布（管轴处速度最大,越靠近管壁速度越小）.
》紊流也称乱流,顾名思义,有颜色的水和没颜色的水都混合起来了,此时粘滞性的影响力远不如惯性力（如果说粘滞性将水流速度分布变成弧形状,而惯性力就是“冲击”,“打散”,“搅拌”）.微观来看每个水分子,只能怪那些有颜色的水分子“不仅仅向管口流动,也横向扩散”,才会导致两种水混合.这时水分子的速度相当混乱,但总体是充斥整个圆管,类似于联邦制——与层流的圆弧状分布完全不同（中央集权）,所以：
紊流速度分布要比层流的均匀.

急！流体在圆形直管内做层流流动时其流速分布是什么形状？管中心处的流体流速是管内平均流速的几倍？

抛物线，2倍，化工原理基础知识

把二项分布看成泊淞分布和正态分布有何不同

正态分布是所有分布趋于极限大样本的分布，属于连续分布。二项分布与泊松分布，则都是离散分布，二项分布的极限分布是泊松分布、泊松分布的极限分布是正态分布，即np=λ，当n很大时，可以近似相等。当n很大时（还没达到连续的程度），可以用泊松分布近似代替二项分布；当n再变大，几乎可以看成连续时，二项分布和泊松分布都可以用正态分布来代替！

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