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渦街流量計和粘度有什么關系
發布者:進源 發布時間:2018/12/26 閱讀:1089
當流體由A到達B時,流體粘性力作用要消耗一些能量, 從而使邊界層中流體的速度有降低的趨勢。為了維持邊界層內速度的增長,
在降壓增速區域內,只有靠邊界層外流體輸送一些能量來補充。因此,從A到B這段區間里,邊界層內的流動是穩定的。
在B點以后,邊界層外流體的流動變為增壓減速流動,這樣邊界層外流體的動能要轉化一部分為壓力能,而流速會不斷減小。
由于減速,它已不可能給邊界層內的流體補充能量,來減緩由于流體粘性阻滯作用的能量消耗而引起的減速趨勢。這樣,
邊界層內流體的能量有一部分要轉化為壓力能,還有一部分要繼續克服摩擦阻力。因此,在得不到能量補充的情況下,
剩余的能量已不足以維持邊界層外邊界上速度的減緩和壓力的升高,導致速度更劇烈下降。尤其是靠近圓柱體表面的
那部分流體,因受壁面影響,速度減小得更快。
流體繼續運動到達C點后,為克服摩擦力所消耗的能量和為增壓而轉化出的能量已把圓柱體表面附近流體的動能耗盡,
這部分流體只能停滯下來,進而出現倒流現象。從圖2-2可看出,速度分布曲線越來越窄。
從C點以后到D點,出現了邊界層的分離面C-C'。在這個區域內,流體的流動極不穩定,不斷地形成一個個旋渦。
一方面這些旋渦不斷地被帶走,而另一方面又不斷地卷進一些有較大能量的流體,來補充被帶走的那部分流體。
來流與邊界層內倒流的流體相遇,使流線顯著地被擠離圓柱體表面,產生了邊界層分離現象。這就是渦街流量計
中流體繞流運動和旋渦分離的原因和過程。
在討論流體繞流運動時,如果流體的粘度較?。ɡ縉澹?, 可把距繞流體較遠處的流體運動近似看作非粘性流體
做無渦街運動。而在靠近繞流體壁面處的一薄層流體的運動,卻不能看成這樣的流動。通常把這一薄層稱為邊界層。
邊界層內流體流動有以下特點:
(1)邊界層厚度沿繞流體在流動方向上的長度增加。
(2)—邊界層圖2-1繞流體邊界層無論流體的粘度多小,在緊貼繞流體壁面處的流體質點的速度都為零。隨著離壁面距離
增大,如圖2-1所示,當離壁面一定距離后,速度便增加到接近邊界層外的非粘性流體相同的速度。因此,在邊界層內
速度梯度很大。根據牛頓內摩擦定律可知:內摩擦力和速度梯度成正比。所以,在邊界層產生很大的內摩擦力。
(3) 由于邊界層內的速度梯度很大,造成強烈旋渦,所以是渦運動。
(4) 邊界層內沿繞流體壁面的法線方向上各點的壓力數值是相同的,如設y軸為垂直于繞流體壁面的方向,
則邊界內壓強的分布為d/)/dy = 0。邊界層的存在是流體做繞流運動時產生分離現象的重要原因之一。
2.統浼缽產i在一定的雷諾數范圍內,流體的繞流運動會產生旋渦分離現象。以圓柱體為例,可說明流體的繞流運動
和旋渦分離過程。
圓柱體左邊的箭頭表示流體流動方向,流速為u,壓力為p0
當流體流經圓柱體時,如果不考慮流體的粘性影響,則在流體接近圓柱體前緣A處就開始減速,然后沿曲面加速,
在最高點B處,速度達到最大。接著開始減速,最后在圓柱體后面又合攏在一起,流動不產生分離。
而實際流體是有粘性的,因此在圓柱體表面要產生邊界層。在前駐點A處,流速"=0。在該處的邊界層還未來得及發展,
因此邊界層厚度近似為0。隨著流體沿圓柱體表面向兩側繞流,經前駐點A后,流速逐漸增大,壓力逐漸降低,邊界層厚度
逐漸增加。但該區域邊界層很薄,因此邊界層內部壓力與外部壓力可認為基本相等。邊界層內流速、壓力變化趨勢與邊界
層外表面相同。
渦街法蘭對夾流量計3
 
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