旋涡脱落频率方程及其确定

旋涡脱落频率方程及其确定
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当流体流过任何物体时,流体层之间的速度变化区域就会形成。这个区域被称为边界层。然而,它由不同的区域组成;它们是层流区、过渡区和湍流区。流体非常平稳地移动到过渡区。特殊的湍流条件是造成旋涡脱落的原因。如果一个物体具有圆形或钝的结构,旋涡脱落的机会将会增加。一个常见的例子是用勺子在茶里加糖。我们用勺子混合一定量的糖,在液体中形成漩涡脱落。由于这种现象,你很容易混合糖。 The whole process will become much more difficult if you attempt to move the cup and keep the spoon immobile instead.

顶点脱落预测的重要性

确定旋涡脱落量是非常重要的,特别是在烟囱这样的高大结构的建造中。当高

高速风向这些烟囱流动,产生旋涡脱落。这是一个压力非常低的区域,迫使烟囱向它移动。如果从烟囱上脱落的涡流的频率等于烟囱的共振频率,那么它就会开始失去控制。这导致了结构的破坏。因此,顶点脱落的预测是必不可少的。限制其形成的方法也被使用,如沿烟囱放置障碍物。

然而,预测旋涡脱落在水力学或流体力学中是复杂的。它可能发生在冷却塔和冷凝水、市政水处理和分配、化学处理、锅炉给水、水管理、游泳池和水上乐园等领域。

我们如何预测漩涡脱落?

涡流脱落的预测只能通过数学计算来实现。它可以用无量纲的Strohal数来预测。这个数字也表示为St,方程称为涡脱落频率方程。求St数的公式是-

圣= f * v / L

在那里,

“f”是脱落涡的频率,

L是特征长度和,和

V是流体的速度。

St数的数值在数学上为涡脱落的发生提供了指示。它的值必须在0.0001到1之间,才能形成旋涡脱落。

当St数处于给定值之间时,流体各层的剪切速度开始耗散涡脱落。但是,如果St数过高,对流体粘度的影响就会很大;由于这一点,层之间的摩擦力开始反对棚的形成。

求频率(f)的值

这是发生在物体下方的流体波动的频率值。你可以用涡流流量计来预测物体的频率。你需要把这个流量计应用到管道上,它会自动计算出涡流脱落的频率。它们在市场上有各种尺寸的直径。您可以根据需要选择它们。

该仪器以数字形式输出,精度高。它可以在广泛的流量范围内使用。它没有活动部件,因此提供了长期的稳定性和可重复性。

求流体速度值(v)

求流体的速度很容易。它需要使用水力学中非常常见的仪器,如速度流量计,超声波多普勒流量计。孔板、文丘里管和流动喷嘴也可用于确定流体的速度。

求有效长度(L)

不同形状的有效长度的测量方法是不同的。然而,对于流经管道的流体,有效长度将是管道的直径。

结论

找到所需的测量值,即流体的速度,旋涡脱落的频率和有效长度后,计算St数的值。如果St值在0.0001和1之间,涡开始脱落。这就是如何使用旋涡脱落频率方程来预测过程的开始。

参考文献

探讨旋涡脱落现象

漩涡流量计-教程

涡流流量计简介

图片-旋涡脱落-由Cesareo de La Rosa Siqueira