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理想流体不会发生边界层分离现象 存在逆压梯度是边界层分离的必要条件 存在逆压梯度的粘性流体流经壁面时一定会发生分离现象 边界层分离时流体速度沿程减小
破坏或减薄流体速度边界层 使边界层形成稳定的层流 促使或加剧液体湍动 减薄热边界层
小粘性流体以大雷诺数运动史,必须考虑物面附近流体粘性的作用 当雷诺数改变时,流体流动状态可能发生改变 边界层内,压强p沿着物体表面法线方向减小 当板外一点处的速度达到层外自由流速的99%时,该店到物体表面的距离成为边界层在该点的厚度
在靠近物面的薄层流体内,流场的特征与理想流动相差甚远,沿着法向存在很大的速度梯度,粘性力无法忽略。这个薄层称为边界层。 通常以速度达到主流区速度的0.99U作为边界层的外缘。由边界层外缘到物面的垂直距离称为边界层名义厚度,用δ表示。 在高Re数下,边界层的厚度远小于被绕流物体的特征长度。 逆压梯度和壁面粘性阻滞作用是边界层分离的充分必要条件。
流体在炉管内的流速越低,则边界层越薄,传热系数越大,管壁温度越低 流体在炉管内的流速越低,则边界层越厚,传热系数越小,管壁温度越高 流体在炉管内的流速越高,则边界层越薄,传热系数越大,管壁温度越高 流体在炉管内的流速越高,则边界层越厚,传热系数越小,管壁温度越高
在高Re数情况下较薄的边界层内,压力沿法向变化。 边界层内粘性力与惯性力同量级,流体质点作无旋运动。 边界层的厚度顺着气流方向是逐渐加厚的。 层流边界层的流动能量小于紊流边界层的流动能量。
在边界层内,沿物体表面的法线方向压强P是不变的,也等于外边届处自由流的压强 流体的雷诺数越大,边界层越薄 边界层内的流动是层流,边界层外的流动是湍流 马赫数是衡量空气压缩性的最重要参数
在边界层内,流体微团所受的粘性力不可忽略 在边界层内,流体微团所受粘性力与惯性力为同一量级 流线在物面法线上有明显梯度,流动是无的,耗散的 流线在物面法线上有明显梯度,流动是有旋的,耗散的
Re数表示惯性力与粘性力的比值,若Re=1,则流动的粘性力和惯性力正好相等。 若满足逆压梯度及壁面粘性阻滞作用这两个条件,边界层就会发生分离。 理想流体中忽略粘性力作用,流体质点作无旋运动。 边界层内粘性力和惯性力同量级,流体质点作有旋运动
流速在物面法向上有明显的梯度,流动是有旋、耗散的 流速在物面法向上无明显的梯度,流动是有旋、耗散的 流速在物面法向上有明显的梯度,流动是无旋的 流速在物面法向上无明显的梯度,流动是无旋的
边界层沿厚度方向有急剧的速度变化 边界层外的外部流动区域,粘性影响可以忽略不计 边界层内粘性力和惯性力具有相同的数量级 在物体附近的边界层的流动区域,粘性影响可以忽略不计