液压机械
]] 液压机械()是通过流体力学原理增大机械力量的设备和工具,可应用于液压钳、手推液压叉车等小型工具,也可应用于一些重型设备中。以重型设备为例,液压液在其中通过以很高的压力被传送到设备中的执行机构。而液压泵由发动机或者电动马达驱动。通过操纵各种控制液压油以获得所需的压力或者流量。各液压元件则通过液压管道相连接。 和气动系统一样,液压系统也是基于帕斯卡定律;任何加于密闭系统内之流体的压力,其任意一点都将以同样的压力向各方传递。液压系统使用…
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]] 液压机械()是通过流体力学原理增大机械力量的设备和工具,可应用于液压钳、手推液压叉车等小型工具,也可应用于一些重型设备中。以重型设备为例,液压液在其中通过以很高的压力被传送到设备中的执行机构。而液压泵由发动机或者电动马达驱动。通过操纵各种控制液压油以获得所需的压力或者流量。各液压元件则通过液压管道相连接。 和气动系统一样,液压系统也是基于帕斯卡定律;任何加于密闭系统内之流体的压力,其任意一点都将以同样的压力向各方传递。液压系统使用…
马兰戈尼数(Ma)是無量綱,是比較由於馬倫哥尼效應的輸送速率和擴散輸送速率的比值。The 馬倫哥尼效應是因為流體表面張力造成的流動。因此马兰戈尼数比較流和擴散的時間尺度,是一種佩克莱特数。 马兰戈尼数是因為表面張力梯度的對流傳輸速率,除以因為擴散的傳輸速率。 常見的例子是因為溫度梯度產生的表面張力梯度。相關的擴散是熱能擴散,另一個是因為界面活性劑濃度變化造成的表面梯度,此時的擴散是界面活性劑分子擴散。 马兰戈尼数得名自義大利科學家(18…
克努森層()也稱為蒸发層,是固體或液體上面的一層薄蒸氣層,得名自丹麥科學家馬丁·克努森。克努森層的厚度約為平均自由程的數倍。 克努森層厚度 克努森層厚度可以近似為l_c l_c =\frac{k T_s}{\pi d^2 p_s}, 其中 :k為波茲曼常數。 :T_s為溫度。 :d為分子直徑。 :p_s為壓力。 應用 像彗星上的彗髮就是克努森層,因此特別用在彗髮的化學模型中(ComChem model)。 參考資料
范甯摩擦係數()為一個用於連續介質力學計算的局部參數,也是一個無因次群,以為名。定義為局部剪應力與局部流動的動能密度的比值: : f = \frac {\tau}{\rho \frac {u^2} 2} 其中: f為局部范甯摩擦係數 \tau為局部剪應力 u為局部流速 \rho為局部流體密度 在管壁上的剪應力和壓力的損失有關,算法是將壁剪應力乘以管壁面積(若流體流過一圓管,管壁面積為2 \pi R L),再除以管子截面積(若流體流過一圓…
無黏性流()是指沒有黏度的理想流體產生的流場。 無黏性流的黏度趨近於零,因此雷諾數會趨近無限大。若忽略黏滯力時(就像無黏性流的情形),描述流體力學的纳维-斯托克斯方程會簡化成欧拉方程。簡化後欧拉方程可以適用於無黏性流,前提是流體的黏度低,雷諾數遠大於1。利用欧拉方程可以求解許多低黏度時的流體力學問題。但是,若在固體邊界附近的流場(邊界層),或是有明顯速度梯度的流場(速度梯度是因為黏滯力造成的),黏度可以忽略的假設就不適用了。 超流体的流…
梭動閥(),又稱雙向控制閥、雙向止回閥 }}
孔口板(),亦稱孔板,是用於測量流速、減壓或限制流量的機械裝置。藉由孔口板計算,可以決定體積或質量流率。孔口板與文丘里噴嘴的原理相同,也就是伯努利定律。該定律指出,流體的壓力與流速相關;當流速增加,壓力便減少,反之亦然。 介紹 孔口板,顧名思義就是帶有孔洞的薄板,通常放置於輸送管線中。當流體(液體或氣體)通過孔口板,在孔口板上游會建立起微小的壓力,但在流體受力匯集並穿過孔洞之後,流速會隨之增加,而壓力則隨之降低。流體在孔口板下游縮口頸(…
埃克曼螺旋(),或稱為埃克曼螺線,是指海洋表面附近的海流因為風和科氏力的作用造成海流方向旋轉的結構。這個結構以瑞典海洋學家沃恩·華費特·埃克曼命名。表面海流的偏轉現象是由挪威探險家弗里乔夫·南森在1893到1896年的前進號北極探險途中發現。 埃克曼螺旋是科氏力的產物,在北半球科氏力會使移動中的物體向右方偏轉(在南半球則向左),因此當風持續在北半球廣闊海面上作用時,將會給予表面海流和風向一樣的加速度,而海流同時受到科氏力影響並產生和風向…
風扇,日本和韓国称為扇風機,風扇通过驱动扇叶旋转使空气加速流通,風扇中包括旋轉的葉片,葉片材質有木頭、塑膠或是金屬,對空氣作用,以產生氣流。葉片和輪轂會合稱葉輪或是转子。有時風扇會裝在一外殼內。外殼可以導引氣流,也避免其他物品接觸到旋轉中的扇葉,提昇其安全性。目前大部份的風扇是由电动机驅動,因此也稱電風扇或是電扇,不過也可以用其他的動力來源來驅動風扇,例如油壓馬達、曲柄及内燃机。 若以機械的觀點來看,任何可以旋轉產生氣流的設備都是風扇。…
哈特曼數 (Hartmann number,Ha) 是電磁力和黏滯力之間的無因次量,最早是由丹麦物理學家朱利叶斯·哈特曼(Julius Hartmann,1881-1951)開始使用,在探討磁性流體的流動時常會使用此無因次量。定義為: : \mathrm{Ha} = B L\sqrt{\frac{\sigma} {\mu}} 其中 B 為系統的磁場 L 為系統的特徵長度 σ 為導電率 μ 為動黏度 另一個無因次量(Chandrasekh…
智能流体()指的是用电场或磁场可以改变其流动性能(主要为粘滞系数)的流体。 智能流体分为二大类;电流变液和磁流变液。电流变液一般是由半导体颗粒在介电质油中组成悬浮液;而磁流变液则是由磁性颗粒在非磁性油类中组成的悬浮液。二种流体的流动机理都是相同的;电场使电流变液内颗粒极化;磁场使磁流变液的颗粒磁化,并成线状,从而使它们的流动性改变。电场或磁场去掉后,它们的性又可复原。 电流变液在电场作用下,其粘滞系数可发生105級的变化;例如;一典型的…
開爾文-亥姆霍茲不穩定性(,名稱來自開爾文男爵和赫尔曼·冯·亥姆霍兹)是在有的連續流體內部或有速度差的兩個不同流體的介面之間發生的不穩定現象。 一個例子是風吹過水面時,在水面上表面的波的不穩定。而這種不穩定狀況更常見於雲、海洋、土星的雲帶、木星的大紅斑、太陽的日冕中。 理論 本理論可預測不同密度的流體在不同的運動速度下的不穩定狀態發生,並且層流變成湍流的界限。亥姆霍兹研究兩種不同密度流體的動力學,並發現小規模的擾動,例如波發生時在不同流…
衝壓力是流體對通過其中的運動物體所施加的壓力,它會對物體造成強大的阻力。 例如,當流星體經過地球的大氣層時,空氣被極端迅速的擠壓,會在流星體的前方形成震波。衝壓力 (不是摩擦力) 先加熱了空氣,然後空氣反過來加熱了在其中移動的流星體。 當星系在星系際氣體中運動時,衝壓力會剝離星系的恆星際氣體。 當速度增加時衝壓力也會增加。例如,當你在有風的場所,你的身體會感受到風的壓力,風越大時壓力就越強。 衝壓力的值可由以下公式計算: P= \rho…
浮動開關是一種液位感測器,用於檢測罐內液位的裝置。此開關可用於控制泵、作為指示器、警報器或控制其他設備。 其中一種浮動開關使用鉸鏈浮球內的水銀開關。另一種常見類型是浮球,它抬起一根桿子來驅動微動開關。一種模式是使用安裝在管內的簧片開關 一個非常常見的應用是在污水泵和冷凝水泵中,其中開關檢測污水池或水箱中液位的上升並為電動泵通電,然後電動泵將液體泵出,直到液位大幅降低,此時泵再次關閉。浮動開關通常是可調節的。存在滯後現象,從而導致相應的液…
克努森流(Knudsen flow)也稱為自由分子流(Free molecular flow)是指流體空間的平均自由程大於其特徵尺度的流體動力學。針對尺寸數公分的管道或是物體,這代表其壓力小於10−3mbar。這也是高真空甚至的範圍,和較高壓力下出現的粘性流(viscous flow)不同。是否有克努森流可以用克努森數(Kn)來計算或是估計。若Kn > 10,則為克努森流。克努森流得名自丹麥科學家馬丁·克努森。 克努森流下的氣體壓力可以…
流量係數(flow coefficient)是流體設備有關其允許流體流動能力的相對度量,描述的是、閥或其他組件的壓力差和流體通過流率之間的關係。 在數學上流量係數Cv(閥的流量額定值,flow-capacity rating of valve)可以用以下方式定義: C_v = Q \sqrt{\dfrac{SG}{\Delta P}} 其中: Cv為流量係數或閥的流量等級 Q為流率,單位為美制單位 加仑/分鐘 SG為流體的比重,水的比重…
涡旋]] 旋轉水槽(rotating tank)是一個流體動力學實驗中會用到的設備,一般是將注滿水的圓筒容器放在旋轉的平台上,此設備可以模擬大气层或是海洋。 例如旋轉水槽中的冰塊可以模擬地球,而地球溫度最低的一點可以用冰塊模擬。就像大氣一樣,水中也會出現涡旋(Eddy)及高速氣流。 外部連結 *[http://paoc.mit.edu/labweb/experiments.htm Rotating tank experiment des…
流固耦合, 就是流體與固體之間的交互作用。流固耦合的英文為Fluid-Structure Interaction 或是Fluid-Solid Interaction。流固耦合可簡單分為單向及雙向耦合,单向耦合忽略了结构变形对于流场空间的改变,因此计算更为简化。流固耦合双向耦合包括两种求解方法,一般称之为迭代耦合(弱耦合)和直接耦合(强耦合)两种计算方法。相關的計算軟體有GDS Studio、ADINA、ANSYS、ESI-CFD 以及C…
強制對流(),又称强迫对流、受迫对流,是對流的一種,是指由外力(如風扇、泵、吸力等)驅動的流體運動。強制對流可以有效的交換大量的熱量,是一種常見而有效的熱交換方式。 應用 一般生活常用到強制對流,像是中央供暖、空氣調節、蒸汽渦輪發動機等。而当一个人冲着食物吹气以降温时,就使用的也是强制对流。工程師在設計或分析熱交換器、管流、或是流體流過一片和流體溫度不同的平板(像太空船机翼在再進入地球時)等,都會用到强制对流。 混合對流 在強制對流的情…
反泡泡是由空氣薄膜圍繞的液滴, 和由球形的液體包圍空氣的空氣泡沫相反。當液滴流動在相同的液體或另一種液體的表面,或直接浸入於液體時,會形成反泡泡。它們可以穿過液體的表面。在穿过水表面时,它們也被稱為水球。反泡泡也可以完全浸入液體之中。 空氣泡與反泡泡間的差異 反泡泡和空氣泡的性質不同,有三种方法可以将二者加以区分: 反泡泡透過表面張力保持在同一個位置,並於水面上快速移動。 反泡泡的移動方式可以被看作是以類似於撞球的方式將水面上的其他物體…