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】
: 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】
: 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】
: 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。 |
