h****l 发帖数: 7290 | 1 专家先不要回答,呵呵
一个等截面绝热管,气体从一头进入,另一头流出,
如果忽略摩擦的话,从连续方程可以知道进口速度
和出口速度是相等的。
现在问题是,如果同样的管,有摩擦的话,出口速
度是高于进口速度还是低于进口速度呢?为什么?
尽量给出通俗解答,呵呵 |
y*********r 发帖数: 587 | 2 出口速度大于入口速度。摩擦会在管避形成边界层,使得
流动的有效流管截面积减小。如果流体不可压缩,根据
连续方程,出口速度必须比入口速度大。
【在 h****l 的大作中提到】![](/moin_static193/solenoid/img/up.png) : 专家先不要回答,呵呵 : 一个等截面绝热管,气体从一头进入,另一头流出, : 如果忽略摩擦的话,从连续方程可以知道进口速度 : 和出口速度是相等的。 : 现在问题是,如果同样的管,有摩擦的话,出口速 : 度是高于进口速度还是低于进口速度呢?为什么? : 尽量给出通俗解答,呵呵
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t******l 发帖数: 1 | 3 For developed incompressible laminar flow
(充份发展的不可压缩层流): 出口的平均速度等于入口的
平均速度,因为流量等于平均速度乘以截面积再乘以密度。
由于管内没有source/sink,所以各截面的流量均相等。(无摩擦时,
出口的速度分布与进口的速度分布相同) 有摩擦时,出口的速
度分布呈抛物形,壁面上的速度为0,若入口的速度为均匀分布,
则出口处的最高速度大于入口速度。圆管内层流边界层的厚度
等于圆管半径。
摩擦使得动能转化为内能,所以出口处的平均温度要高于入口处
的平均温度。出口处与入口处有压差(无摩擦时无压差)。
对于可压缩流,出口处的平均速度会增大,因为密度减小,流量
相等。
若 Reynold number 大于某临界值,会出现湍流(紊流),此时
同样要遵守质量守恒,既流量相等;但速度分布有较大变化。其
平均速度的定义已由空间意义上的转为时间意义上的。对于激波,
亦如此,出口处的速度分布不同而已。湍流、激波、超音速流等
情形,无法一言而概之。
【在 h****l 的大作中提到】![](/moin_static193/solenoid/img/up.png) : 专家先不要回答,呵呵 : 一个等截面绝热管,气体从一头进入,另一头流出, : 如果忽略摩擦的话,从连续方程可以知道进口速度 : 和出口速度是相等的。 : 现在问题是,如果同样的管,有摩擦的话,出口速 : 度是高于进口速度还是低于进口速度呢?为什么? : 尽量给出通俗解答,呵呵
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h****l 发帖数: 7290 | 4 1. rho1*V1*A1=rho2*V2*A2
if A1=A2, you can't get V1=V2, because rho1 != rho2
2. 实际上出口温度小于进口温度,因为总能量守恒,所以如果出口
速度大于进口速度,则出口动能大于进口动能,那么出口内能小
于进口内能。(实际上圆管是绝热的,静止的,所以气流不对外
做功)
3. 即使有激波,但总焓还是守恒的
【在 t******l 的大作中提到】![](/moin_static193/solenoid/img/up.png) : For developed incompressible laminar flow : (充份发展的不可压缩层流): 出口的平均速度等于入口的 : 平均速度,因为流量等于平均速度乘以截面积再乘以密度。 : 由于管内没有source/sink,所以各截面的流量均相等。(无摩擦时, : 出口的速度分布与进口的速度分布相同) 有摩擦时,出口的速 : 度分布呈抛物形,壁面上的速度为0,若入口的速度为均匀分布, : 则出口处的最高速度大于入口速度。圆管内层流边界层的厚度 : 等于圆管半径。 : 摩擦使得动能转化为内能,所以出口处的平均温度要高于入口处 : 的平均温度。出口处与入口处有压差(无摩擦时无压差)。
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h****l 发帖数: 7290 | 5 这个结论对亚音速流动是对的,对超音速流动就不对了。
因为密度不只和压强有关,还和温度有关。而
出口温度<进口温度。
对于没有热交换和不对外做功的气体而言,其总焓保持不变。
总焓由内能和动能组成,内能由温度表示,动能由速度表示。
所以加速导致温度下降,减速导致温度上升。
假想核爆炸造成的冲击波经过一建筑物,如果这个建筑物的
强度极高,而冲击波本身温度一般并不是很高,但是气流在
建筑物壁面滞止导致的动能转化为热能会使温度大大提高,
冲击波的速度可以达到M=40,那么造成的稳升可以达到几万度
以上,建筑物再结实还是会被溶化。 |