亞音速氣體在絕熱有摩擦的管道中流動,速度為什麼會公升高?

時間 2021-05-29 23:38:32

1樓:Allen

有摩擦就是考慮粘性,會形成邊界層,邊界層增長,相當於縮口管道,截面一直變小,一定程度可以模擬無摩擦的縮口管道,速度一直增加,當然不會超音速,除非拉瓦爾。

2樓:程迪

前面的答案用邊界層增長導致流動截面收縮的解釋是有問題的。一維管流裡的速度就是平均速度,前面的解釋無法說明核心流和邊界層一起平均之後的速度還是增加的。

真相只有乙個。定常流,還帶摩擦,說明是有壓差驅動的。

然後絕熱壁面,摩擦生熱,提高溫度,壓力因為壓差是減小的,密度減小,質量守恆,所以速度增加,同時增加聲速。

因為聲速和T**0.5 正比,速度你可以推一下,和T**1以上成正比,聲速增加得沒有速度快,所以mach 數提高。

至於mach 趨近1,因為有個最大長度限制.

額 ,這個後面的推導確實錯了,感謝知友指出。

但是準一維流確實要考慮截面平均的情況,邊界層的那個說法很有迷惑性,因為和物理實際比較像。

應該是因為絕熱壁面,總能不變。所以壓力下降,速度增加(動量方程,剛開始摩擦力不如壓力梯度作用明顯),密度下降(質量守恆),溫度下降(總能守恆),聲速下降,馬赫數上公升。

3樓:hillary

從入口自由來流,管流首先在內壁面會形成層流邊界層,充分發展的層流邊界層的速度剖面為拋物線形狀,根據流量守恆,管流中心的速度肯定增加。進而層流轉捩為湍流,湍流邊界層更加飽滿,即壁面速度梯度變大,此時湍流的中心速度相對層流又會減小。

4樓:

你說的這叫Fanno flow。

簡單的說,當管道足夠長時,內壁形成了boundary layer,boundary layer就像乙個convergence nozzle一樣,所以流速上公升。

我就不從wikipedia copy paste了,把鏈結放在這兒,https://

en.m.wikipedia.org/wiki/Fanno_flow

5樓:

你是想說收縮管道麼?

不是收縮管道的話速度可不會增加。

收縮管道的話那就是流量守恆,密度增加的沒有截面積變化的快,速度就上去了。壓力換動能。

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