流体流动的分类——均匀流动和非均匀流动

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当流体流过一点或流过与流体流动相关的不同参数时,某些参数会变化,而其他参数可能保持不变。

任何流体流动的两个基本参数是流体粒子或元件的速度和流体在所考虑的点上的压力。根据流体流动参数随时间和距离的变化,可以将流体的流动划分为不同的模式。将流体流动描述为某些模式的好处有助于在适当的解决方案范例下分析它。

基于随时间变化的分类

根据流体流动参数随时间的变化对流体流动进行了分类,将流体流动分为定常流动和非定常流动两大类。如果流动参数,如速度、压力、密度和流量不随时间变化或与时间无关,则流动是稳定的。如果流动参数随时间变化,则将流动归类为非定常流动。

在实际情况下,很少有这样的流动,其参数与时间完全恒定。参数通常随时间变化,但变化范围很小,如某一参数的平均值在一定时间内为常数。

基于空间变异的分类

流体流动的另一个分类标准是基于流动参数随距离或空间的变化。它将流动分为均匀流动和非均匀流动。如果流动参数随流动路径上的距离保持不变,则流体流动为均匀流动。如果流动参数在流动路径的不同位置变化,流体流动是不均匀的。

对于均匀流动,根据其定义,流动横截面的面积应该保持恒定。因此,均匀流动的一个恰当的例子是液体流过恒定直径的管道。与此相反,通过变直径管道的流动必然是非均匀的。

流程类型和示例

定常流可以是均匀的或不均匀的,同样,非定常流也可以是均匀的或不均匀的。对于稳态流量,流量随时间变化,对于均匀流动,流体流动的横截面面积是恒定的。

不同流类型的例子

稳流均匀:通过恒定直径的管道,流量随时间恒定。

稳态和非均匀流动:通过锥形管的固定排放流量。流量恒定的河流的水流也是这种流动的一个很好的例子,因为河流的跨度通常随距离的变化而变化,而河流中的水量是恒定的。

不稳定均匀流动:随着流体流量或压力的突然变化而通过恒定截面管道的流动。

不稳定非均匀流动:通过变截面管道时的压力波动。一个实际的例子可以是水渠网络在放水期间的水流。

这篇文章是系列文章的一部分:流体流动的基础知识

流动的流体是如何运动的,流动的流体中不同的参数是如何变化的?流体流动分析是对流体流动的理论和实验研究,通过确定流动模型和观察参数的变化。本系列将讨论流体流动的基本原理。

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