流体是能流动的物质,它是一种受任何微小剪切力的作用都会连续变形的物体。流体是液体和气体的总称。它具有易流动性,可压缩性,黏性。由大量的、不断地作热运动而且无固定平衡位置的分子构成的流体,都有一定的可压缩性,液体可压缩性很小,而气体的可压缩性较大,在流体的形状改变时,流体各层之间也存在一定的运动阻力(即粘滞性)。当流体的粘滞性和可压缩性很小时,可近似看作是理想流体,它是人们为研究流体的运动和状态而引入的一个理想模型。
流体流动存在两种运动状态:层流和湍流。
1、层流,作层状的流动。流体在管内低速流动时呈现为层流,其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。流体的流速在管中心处最大,其近壁处最小。管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5。
2、湍流,倘流速很慢,流体会分层流动,互不混合,此乃层流。倘流速增加,越来越快,流体开始出波动性摆动,此情况称之为过渡流。当流速继续增加,达到流线不能清楚分辨,会出现很多漩涡,这便是湍流,又称作乱流、扰流或紊流。
研究流体流动类型是一个基本学科的重要组成部分,在分类上平流与湍流两种流体流动方式所产生的效果是不同的,在这方面还要运用到“流体力学”方面的知识,比如,平流是流体在流动时比较常见的流动方式,它所产生的效率(即所作的功)是比较稳定、持续的,而湍流是流体一种旋转的流动,由于,流体旋转流动时其旋转的中心容易形成“真空”旋涡,使一些杂质被分离,所以,研究流体流动的类型在一般工业中的意义在于可以解决流体流动中的能量消耗计算问题,以便设计管路系统和泵、风机等的选择。在航空工业领域对飞机外形的设计,发动机的研制,进行风洞实验等都有很重要是实用意义。
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