标签:#流体动力学

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非牛頓流體

非牛頓流體(Non-Newtonian fluid)是一種流體力學的概念,與牛頓流體相對,它的应力与速度梯度的关系不服从牛顿黏性定律,也就是說其剪應力與剪應變呈非線性關係。常见的非牛顿流体包括:高分子聚合物溶液、聚合物熔融体(熔融狀態的-{zh-hans:塑料; zh-tw:塑膠}-)、血液。 对于非牛顿流體来说,作用於液體微元上的摩擦力除與-{zh-hans:当前; zh-tw:目前}-的運動狀態外還與液體過去的運動狀態有關,也就是說…

压缩流体

。壓縮流體區在藍色線(液氣相邊界)的左邊]] 中,對應壓縮氣體的GHS危險象形符號圖]] 壓縮流體(compressed fluid),也稱為未飽和液體(unsaturated liquid)或過冷流體(subcooled fluid)是在特定流体力学或熱力學條件下的流体 ,密度受壓力溫度影響發生明顯改變的流體,多為氣體。因著上述條件,流体形成液体。 在特定的压强下,若流體的溫度低於沸點,則流體可稱為是壓縮流體。例如液態水在大氣壓力和常…

虹吸

,虹吸流速度約等於:v_C=\sqrt{2gh_C}]] 虹吸原理(siphon或syphon)是一種流體力學現象,可以不借助泵而抽吸液體。處於較高位置的液體充滿一根倒U形的管狀結構(稱為虹吸管)之後,開口於更低的位置。虹吸管兩端液體的重量差造成液體壓力差,液體壓力差能夠推動液體越過最高點,向低端流動。 關於虹吸管如何使液體逆重力向上流動,而無需泵送,僅靠重力驅動,目前有兩種主流理論。幾個世紀以來,傳統理論認為,重力將液體拉向虹吸管出口…

達朗貝爾佯謬

可以知道,除了在超流体的情况下,放置在稳定流体中的物体总是存在著阻力。由實驗室實驗,该图显示,球体的阻力系数Cd是雷诺数Re的函数。深色線表示表面光滑的球體,淺色線表示表面粗糙的球體。沿线的数字表示几种流动状态和阻力系数的相关变化: •2:吸附流( 斯托克斯流 )和稳態分离流 。 •3:分离的非穩態流體,在分离的上方流體具有层流边界层 ,并产生涡街。 •4:在流體分离之前,在流體上侧具有层状边界层的分离的非穩態流體,球体下方流體是混乱的…

过热

在物理学中,过热(又称沸腾延迟,英語:Superheating)是指液体被加热到沸点以上的温度而不沸腾的现象。此為所謂的準穩態,由外部或內部影響所引起的沸騰可能隨時發生。在干净的容器中加热同相物质会出现过热现象,同时要避免成核现象的出现。需注意的是加热时欲出现过热现象,需要避免搅动液体。 参见 過熱蒸汽(Superheated steam) 過熱水 高压釜 暴沸 临界点 (热力学) 过冷 过饱和 参考资料 外部链接 [http://ww…

闪蒸

閃蒸(或)是一個發生於飽和液體的沸點因壓力下降而降到周邊溫度以下,引致的部份蒸發。閃蒸即將飽和液體(如水)在有相當壓力的情況下加熱相當的溫度後加進一些壓力相對低的地方中,使一些飽和液體蒸發成為蒸汽。而多級閃蒸即由多個閃蒸的步驟組成的系統。 概述 閃蒸的做法就是將位於高壓環境的飽和液體注入相對低壓環境的容器中。而閃蒸的發生就是因為飽和液體所受的壓力被很快地降低,因所有物質的沸點都會跟著壓力大小而上升或下降。因此,一部分飽和液體的沸點因壓力…

重力内波

的潮汐流引起,并因海面粗糙度而可见,增强了阳光的反向散射]] 内波是在流体介质内而不是在其表面上振荡的重力波。为了存在,流体必须分层:由于例如温度和/或盐度的变化,密度必须随深度/高度而变化(连续或不连续)。如果密度在很小的垂直距离内发生变化(如湖泊和海洋中的温跃层或大气逆温),波像表面波一样水平传播,但速度较慢,由流体的密度差决定界面下方和上方。如果密度连续变化,波可以垂直传播,也可以水平传播通过流体。 内波,一般也称为重力内波,根据…

曼寧公式

NOTOC 曼寧公式(,亦稱為 Gauckler–Manning formula ,Gauckler–Manning–Strickler formula)是一個估測液體在開放管道(即明渠流)或非满管流(液体存在自由表面)中平均速度的經驗公式。開放管道中的液體是因重力而流動。 曼寧公式如下: :V = \frac{\kappa}{n} {R_h}^{2/3} \, S^{1/2} 其中: V 為 平均速度,單位(L/T,ft/s,m/s)…

蔡希公式

蔡希公式(英語:Chézy formula)為安東尼·蔡希於西元1769年透過實驗推演的經驗公式,其代表的是一定量均勻明渠流的流速, 公式為: V=C\sqrt{R_hS} 其中 V 為 平均流速,單位(m/s) C 為 Chezy係數,為阻力系數 Rh 為 水力半徑,單位(m) S 為 水力坡度 推論過程 蔡希公式(英語:Chézy formula)依據兩種假設以數學方式推演之 假設 (一)單位渠面上阻抗渠流之力與速度之平方成正比 水…

噴射器

上的此類裝置]] 喷射器,又稱射水器、注水器、注射器等,是一種應用文丘里效應及拉伐尔喷管的裝置,可使较低压力的流体通过管道進入压力较高的区域。 運作方式 其一端為入口,一端為出口,中段常見兩漸縮噴嘴,後為一漸闊噴嘴結構,前兩者之間不緊密相連而留有空隙,周圍供相對低壓流體充滿。高壓流體自入口進入後,經第一噴嘴加速形成高速射流,使兩漸縮噴嘴間的空隙產生低壓,從而吸入周圍流體。兩者混合並通過第二漸縮噴嘴再次加速,得以透過漸闊噴嘴注入另一高壓環…

埃克曼输送

埃克曼输送是指风引起的海水流動。風吹拂表层海水時海面會被施加摩擦力,从而牵引上层10-100米厚的水体随之运动。但由于受科里奥利力的影响,即海水在运动时会受到与运动方向呈90°夹角的力作用,导致水体运动方向与风向产生偏角。这一现象最早由弗里乔夫·南森记录,他在1890年代的北极探险中发现冰层移动方向与风向存在夹角。 參考文獻 Colling, A., Ocean Circulation, Open University Course T…

功率數

功率數(Power number),也稱為牛頓數,符號為Np,是有關阻力及慣性力的常用無因次量。 功率數會因為應用領域的不同而有不同的定義,基本的定義如下 :\mathit{Ne}=\frac{F_\mathrm W}{\rho v^2 L^2} 其中 \rho是流體密度 v是流速 L是特徵長度 若是在攪拌器中其功率數定義如下: N_{\mathrm{p}} = {P\over \rho n^{3} d^{5}} 其中 P:功率 *ρ:…

密度流

海水密度受水溫和鹽度的影響,不同密度的海水相接觸時,密度大的海水壓力較大,因此會流向密度小的區域。這種因密度分布不均產生的壓力差而造成海水流動,就稱為密度流,降水及河流流入都會降低海水密度,而海面水蒸發則會升高海水密度。 参考文献 引用 來源 〈地理〉三民出版:第五章 水文, p. 156. 參見 溫鹽環流

黏度计

黏度計(或)是用於測量流體黏度的儀器。對於黏度隨流動條件而變化的液體,则使用流變儀测定黏度,故流變儀可以認為是特殊的黏度計。黏度計僅在一種流量條件下測量。 U形管粘度计 该设备也被称为玻璃毛细管粘度计或“奥斯特瓦尔德粘度计”,以威廉·奥斯特瓦尔德命名,另一个版本被称为乌贝罗德黏度计。它主体是垂直放置在恒温浴中的U形管。U型管的一臂有一段垂直的毛细管。上面有一个球状玻璃泡,另一个球状玻璃泡在另一臂,位置更低。 在测试时,将液体吸入上球泡,…

管流

管流是水力學及流體力學的分支,是指液體在管道的流動,且液體不存在自由表面,也稱為。存在自由表面的類似流動稱為明渠流。管流和明渠流有許多類似之處,但兩者的差異主要是在是否有自由表面。管流沒有自由表面,因此不會直接受到大氣壓力的影響,但是會受到管子內水壓的影響。 不是所有在封閉管道內的液體流都屬於管流,例如就是在封閉管道內,但多半存在自由表面,因此仍屬於明渠流。唯一的例外是雨水排水道全滿時,不存在自由表面,此時即可視為管流。 管流裡的能量常…

卡门涡街

卡门涡街,即卡门涡、卡门涡流(*'、)是一个空气动力学术语,指流体中安置的阻流体,在特定条件下會出現不穩定的邊界層分離,阻流体下游的两侧,会产生两道非对称排列的旋涡,其中一侧的旋涡循时针方向转动,另一旋涡则反方向旋转,这两排旋涡相互交错排列,各个旋涡和对面两个旋涡的中间点对齐,如街道两边的街灯一般,故名涡街。 该现象由匈牙利裔美国空气动力学家西奥多·冯·卡门最先从理论上阐明而得名。河水流过障碍物时,经常可见卡门涡街,冯·卡门曾在意大利北…

湍流

湍流,在流体动力学中,是一种流体运动,其特征是压力和流速的无序变化。它与层流相对。 湍流十分常见,例如海浪、湍急的河流、滚滚的暴风云或烟囱冒出的烟雾,自然界中发生或工程应用中产生的大多数流体流动都是湍流。 湍流是由流体流动部分中的过度动能引起的,它克服了流体黏度的阻尼效应。出于这个原因,湍流通常在低黏度流体中实现。一般而言,在湍流中,会出现大小不一的非定常涡流,它们相互影响,因此由于摩擦效应而产生的阻力增加。这增加了通过管道泵送流体所需…

靜壓

靜壓(Static pressure)是流体力学名詞,在伯努利定律中表示為「靜壓 + 動壓 = 總壓」。因為流體在任何一點的压强量測是量測到靜壓值,因此一般會省略靜(static)一詞。 在航空器的設計和運作中,靜壓是指航空器全静压系统裡的氣壓。 流體動力學中的靜壓 压强是流體研究的重要概念之一。不論流體是否在運動,流體裡的每一點都可以量測到壓強。壓強的可以用气压表、波登管(Bourdon tube)、汞柱等設備。 總壓或動壓的概念來自…

火箭发动机喷管

火箭发动机喷管是用于火箭发动机的一种(通常是渐缩渐阔喷管)推力喷管。它用于膨胀并加速由燃烧室燃烧推进产生的燃气,使之达到超高音速。 历史 渐缩渐阔喷管最初是由现代火箭之父罗伯特·戈达德发明并用于早期火箭。后来,几乎所有火箭发动机都采用这种理念,包括瓦尔特·蒂尔为德国制造的V2火箭。 大气层内使用 用于大气层内的火箭发动机的最佳设计,就是喷管出口压力等于随高度降低的围压。而火箭从地球发射到地球轨道,简单的喷管设计只能保证在某一高度最优工作…

物質導數

在連續介質力學中,物質導數()描述一些物理量(如熱量或動量)的變動率,而該物質元受制於由時間和空間決定的宏觀向量場。物質導數可作為連續介質力學對形變的歐拉和拉格朗日描述之間的連結。 例如在流體動力學中,向量場為流速,而感興趣的量可能為流體溫度。在這種情況下,物質導數描述的就是某一流體塊沿其(軌跡)流動時隨時間的溫度變化。 其他名稱 物質導數有很多其他名稱,包括: 隨流導數(advective derivative) 對流導數(conve…