常見問題

渦街流量計和粘度有什么關系介紹說明

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(nèi)速度的增長，在降壓增速區(qū)域內(nèi)，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(qū)間里，邊界層內(nèi)的流動是穩(wěn)定的。
在B點以后，邊界層外流體的流動變?yōu)樵鰤簻p速流動，這樣邊界層外流體的動能要轉(zhuǎn)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(nèi)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(nèi)流體的能量有一部分要轉(zhuǎn)化為壓力能，還有一部分要繼續(xù)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(xù)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(zhuǎn)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(xiàn)倒流現(xiàn)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(xiàn)了邊界層的分離面C-C'。在這個區(qū)域內(nèi)，流體的流動極不穩(wěn)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(nèi)倒流的流體相遇，使流線顯著地被擠離圓柱體表面，產(chǎn)生了邊界層分離現(xiàn)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鐨怏w），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(nèi)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(zhì)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(nèi)速度梯度很大。根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律可知：內(nèi)摩擦力和速度梯度成正比。所以，在邊界層產(chǎn)生很大的內(nèi)摩擦力。
(3) 由于邊界層內(nèi)的速度梯度很大，造成強烈旋渦，所以是渦運動。
(4) 邊界層內(nèi)沿繞流體壁面的法線方向上各點的壓力數(shù)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(nèi)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(chǎn)生分離現(xiàn)象的重要原因之一。
2.統(tǒng)浼缽產(chǎn)i在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，流體的繞流運動會產(chǎn)生旋渦分離現(xiàn)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(jīng)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(chǎn)生分離。
而實際流體是有粘性的，因此在圓柱體表面要產(chǎn)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(fā)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(cè)繞流，經(jīng)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(qū)域邊界層很薄，因此邊界層內(nèi)部壓力與外部壓力可認為基本相等。邊界層內(nèi)流速、壓力變化趨勢與邊界層外表面相同。

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