什么是流动制度 - 定义

从实际工程的观点来看,可以根据几个标准对流态进行分类。这里描述了流型。流态

流态

从实际工程的角度来看,流态可按下列方法进行分类几个标准

所有流体流动被分为两大类或体制之一。这两种流态是:

  • 单相流体流动
  • 多相流体流动(或两相流体流动)

这是一个基本分类。所有的流体流动方程(如。88top优德官网中文版 )和本节中讨论的关系(优德体育w88官网手机版)衍生出一个流量单相流体,无论是液体还是蒸汽。多相流体流动的解为非常复杂和困难因此,在流体动力学的高级课程中通常是这样。优德体育w88官网手机版

流动制度另一个通常更常见的分类流的政权是根据形状和类型流线。所有的流体都可以分为两大类。流体流动可以是层流或湍流,因此这两类是:

  • 层流量
  • 湍流

层流量的特点是光滑的或在常规的路径流体的粒子因此,层流也称为流线型或粘性流。与层流相比,湍流其特点是不规则的运动流体的粒子紊流不是在平行的层中流动,横向混合非常高,而且在层之间有中断。大多数工业流,特别是核工程的人是湍流

流动制度也可以根据该流动制度根据导管几何形状或流量区域。从这个角度来看,我们区分:

  • 内部流
  • 外流

内部流量流体被一个表面限制的流动。对内部流型特性的详细了解是必要的重视工程因为圆形管道可以承受高压,因此被用来输送液体。另一方面,外部流是边界层自由发展而不受相邻表面限制的流动。行为的详细知识外部流制度是特别是在航空中的重要性空气动力学

单相与多相流体流动

单相流体流动

经典的研究优德体育w88官网手机版流体动力学集中a的流动单一的阶段,例如:水、空气、蒸汽。本节通常讨论的所有流体流动方程和关系都是针对单相流体的流动,无论是液体还是蒸汽。

当流体流动系统中某些重要位置出现液气同时流动时,必须解决这一问题作为两相流。用于分析单相流的相对简单的关系式是不足用于分析两相流。

两相流体流动

根据定义,多相流量互动流是什么两个或两个以上的具有公共接口的不同阶段,比如管道。每一相,代表固体、液体或气体的体积分数(或质量分数),都有它的自己的属性,速度, 和温度

多相流可以同时流动:

  • 材料不同的状态或阶段(例如水蒸汽混合物)。
  • 材料不同的化学性质但是在相同的状态或相位(例如水中的油滴)。

在工业过程中有许多组合,但是最常见的同时流动的蒸汽和液态水(如遇到的那样蒸汽发生器冷凝器)。在反应堆工程中,已经对大量的研究进行了对本质的研究两相流万一发生冷却剂丢失事故(洛卡),这是反应堆安全性和所有热液压分析中的重要事故(DNBR分析)。

多相流体流动特性

所有的多相流问题都具有不同于单相问题的特征。

  • 在蒸汽和液态水的情况下密度两个阶段相差约1000倍。因此,重力对多相流的影响要比单相流的影响重要得多。
  • 声音的速度变化剧烈的材料经历相变,可以是数量级的不同。这极大地影响了通过孔板流动
  • 相对浓度在多相流中,不同相的大小通常是一个非常重要的依赖参数,而在单相流中则是一个无关紧要的参数。
  • 的change of phase means flow-induced pressure drops can cause further phase-change (e.g. water can evaporate through an orifice) increasing the relative volume of the gaseous, compressible medium and increasing efflux velocities, unlike single-phase incompressible flow where decreasing of an orifice would decrease efflux velocities.
  • 流道内各相的空间分布对流动特性有很大的影响。
  • 多相流中存在多种类型的不稳定性。
层流与湍流

层流量

流动制度在流体优德体育w88官网手机版力学中,层流量的特点是平滑或普通路径流体的粒子,与之相反湍流它的特征是不规则的运动流体的粒子流体流入平行层(与最小的横向混合),各层之间没有中断。因此,层流也称为流线型或粘性流

流线流动这个术语是用来描述层流的,因为在层流中,水层在彼此之间流动不同的速度在层之间几乎没有混合,流体颗粒在明确和可观察的路径或流线上移动。

当流体流过封闭的渠道如管道或两个平板之间,这两个类型的流动(层流或湍流)中的任何一种都可能发生取决于速度,粘度流体和管道的大小(或雷诺数)。层流往往发生在较低的速度和高粘度。

湍流

层流与湍流在流体优德体育w88官网手机版力学中,湍流其特点是不规则的运动可以这么说混乱的)流体。与流体流动相比不以平行层流动,横向混合非常高,各层之间出现了中断。湍流的另一个特征是再循环,漩涡, 和明显的随机性。在湍流中,液体在一点中的速度是连续进行的变化大小和方向

湍流流动制度的行为的详细知识在工程中是重要的,因为大多数工业流,特别是核工程的人是湍流。不幸的是,湍流的高度间歇性和不规则性使所有的分析。事实上,乱流常被称为“经典数学物理中最后一个未解问题。”

他们分析的主要工具是计算流体动力学分析。CFD是流体力学的一个分支,它使用数值分析和算法来解决和分析所涉及的问题湍流流体流动。它被广泛接受navier - stokes方程(或简化Reynolds-Iveriged Navier-Stokes方程)能够展示动荡的解决方案,并且这些方程是基本上所有CFD代码的基础。

内部流动与外部流动

内部流

内部流
资料来源:White Frank M.,流体力学,McGraw-Hill Education,第七版,2010年2月,ISBN: 978-0077422417

在流体优德体育w88官网手机版动力学中,内部流动是流体是流体的流动被表面限制在一起。内部流动制度的行为的详细知识在工程中具有重要性,因为圆形管可以承受高压,因此用于传送液体。非圆形管道用于输送低压气体,例如冷却和加热系统中的空气。内部流量配置是用于加热和冷却流体的方便几何形状,如能量转换技术,如核电厂

外流

在流体优德体育w88官网手机版力学中,外部流是这样的流程边界层自由发展,没有限制相邻的表面。与内部流动相比,外部流动具有明显的特征高粘性的影响仅限于迅速生长“边界层在入口区域,或沿固体表面的薄剪切层。因此,边界层外总会存在一个流动区域。在这个区域内,速度、温度和/或浓度没有变化,它们的梯度可以忽略。

这种影响导致了边界层膨胀和边界层厚度与流体的运动粘度有关。

这在下图上证明了这一点。远离车身流动几乎是无粘性的,可以定义为完全浸没在其上的身体周围的流体的流动。

平板上的边界层

引用:
反应堆物理和热水力学:
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  7. MORAN MICHAL J.,Shapiro Howard N.工程热力学的基础,第五版,John Wiley&Sons,2w88优德app006,ISBN:978-0-470-03037-0
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  10. White Frank M.,流体力学,McGraw-Hill教育,第七版,2010年2月,ISBN: 978-0077422417

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