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湍流是流体的一种流动状态。空气湍流与管道的形状、大小以及管道的材料有关。在化工原理中常用雷诺准数来判断流体的流动状况。
对于一般的管道,当雷诺数Re<2300时,流体流动形态为层流状态。此时,流体分层流动,互不混合。当Re>4000时,流体流动形态为湍流状态。此时,流线不再清楚可辨,流场中有许多小漩涡,层流被破坏,相邻流层间不但有滑动,还有混合。不规则运动,空气湍流就是属于这种情况。当Re=2300~4000时,流体流动形态为过渡状态。
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大气湍流涡旋能量谱可以分做大尺度的含能区和中小尺度的平衡区两个谱段,在平衡区内湍流从上一级涡旋得到的能量,等于往下一级传输的能量与分子粘性耗散能量之和。平衡区又可分做两个亚区:不考虑分子粘性耗散的惯性...
雷诺实验证实,对于粘滞流体,湍流的发生取决于流场的雷诺数Re =υ/(其中、υ 分别为流体的运动粘度和特征速度,为特征长度)。雷诺数为作用于流体上惯性力和粘性力的无量纲比值。当流体中发生扰动时,惯性力...
对湍流的研究已有近百年的历史,1839年,G.汉根在实验中首次观察到由层流到湍流的转变。1883年,O.雷诺又在圆管水流实验中找出了层流过渡到湍流的条件。在理论研究方面,1895年雷诺曾把瞬时风速分解...
用零方程湍流模型通风空调室内的空气流动
利用带浮升力效应的κ-ε湍流模型和一个新零方程湍流模型对某房间内空气的混合对流流动进行了数值模拟,通过比较发现,新零方湍流模型与实验数据吻合得更好,且可以很快获得收敛解。利用新零方程湍流模型对房间内的等温流动、非等温流动进行了模拟,发现数值计算结果和相应实验数据吻合得很好。由此考察和验证了新模型对暖通空调领域中流动和传热问题的实用性和可靠性,可以利用该模型快速、精确地设计和分析暖通空调领域中的室内空气流动问题。
直流空气开关与交流空气开关
直流空气开关与交流空气开关的区别: 区别主要是电弧方面, 交流空气开关灭弧装置灭弧能力较直流空气开关低, 直流线路中由于 直流电流的大小和方向是不随着时间而变化故而分断的时候产生的电弧要大, 在看似相同电 压等级的直流空开在用于交流电时侯的灭弧能力是绰绰有余的, 而看似相同电压等级的交流 空气开关在断开直流电路时灭弧能力显然不足, 一旦过载跳闸, 空气开关不能有效灭弧, 不 但因电弧的作用不能立即有效的断电, 而且空气开关也会烧坏。 所以,电动车最好使用直流 空气开关,尤其是 72V 以上电路。当然,交流空气开关也可以用。 空气开关原理: 空气开关是用来做电路保护的, 一旦出现短路事故就会断开电路, 因为采用空气作为灭弧介 质,所以成为空气开关。 其基本原理是短路电流远大于正常负载电流, 短路电流导致脱扣器 脱扣,动触头在弹簧作用下与静触头分开,使得电路断开。短路电流如何导致脱扣器脱扣,
湍流在空气动力学中指的是短时间(一般少于10min)内的风速波动。为了有效地描述风,将它认为是通过天气、昼夜、季节的平均风速和湍流的风速波动叠加构成的。这些风速波动的周期一般为一到几个小时,在10分钟,湍流波动的平均值为零。
湍流产生的原因主要有两个:一个是当气流流动时,由于地形差异(如山峰)造成的与地表的摩擦或者阻滞作用;另一个是因为大气温度差异和空气密度差异引起的气流垂直流动。通常这两种原因彼此影响。例如,当气流经过高山时就会被迫流向温度较低的地区,这时气流与大气环境的热平衡被打破,引起风速波动。
湍流显然是一个复杂的随机过程,并且不用简单明确的方程来表示,我们能可以通过统计规律来研究湍流。针对湍流统计规律的描述有很多,关键在于找出是湍流强度和阵能哪一种够在实际工程中得到最好的应用,最简单的统计描述就是湍流度和风因子。其中,湍流强度是对湍流总体水平的度量。
流体的运动主要分为层流和湍流,层流属于规则运动,湍流则属于不规则运动。大气湍流是大气中一种不规则的随机运动,湍流每一点上的压强、速度、温度等物理特性等随机涨落。大气湍流 最常发生的3个区域是:大气底层的边界层内,对流云的云体内部,大气对流层上部的西风急流区内。大气湍流的发生需具备一定的动力学和热力学条件:其动力学条件是空气层中具有明显的风速切变;热力学条件是空气层必须具有一定的不稳定性,其中最有利的条件是上层空气温度低于下层的对流条件。大气湍流运动是由各种尺度的旋涡连续分布叠加而成,旋涡尺度大的可达数百米,最小尺度约为1毫米。即使最小的旋涡尺度也比分子大得多,因此湍流运动与分子的无规则运动很有大区别。
大气湍流运动中伴随着能量、动量、物质的传递和交换,传递速度远远大于层流,因此湍流中的扩散、剪切应力和能量传递也大得多。所以,大气湍流对飞行器的飞行性能、结构载荷、飞行安全的影响很大。飞机在大气湍流中飞行时会产生颠簸,影响乘员的舒适程度,还会造成飞机的疲劳损伤。因湍流引发的飞行事故时有发生,但通过现代技术可以有效避开强湍流或尽量降低危害程度。飞行人员应积极利用气象预报等资料,避开湍流航线;旅客要养成全程系好安全带的习惯。
在大气运动过程中,在其平均风速和风向上叠加的各种尺度的无规则涨落。 这种现象同时在温度、湿度以及其他要素上表现出来。
在进行CFD数值模拟的时候,往往需要估计计算入口处湍流强度的数值。如果想估计的准,必须要进行一些实际的测量或者要有一定的实际经验。以下是一些估计计算入口湍流度的方法。
1. 较高湍流度的情况:在复杂几何形状内部进行的高速流动一般湍流度在5%---20%。比如热交换机,涡轮,压缩机等。
2. 中度湍流度的情况:在类似于较粗的管子内流动的不太复杂的流动,较低速度(雷诺数)流动等。此时一般来说湍流度在1%---5%。
3. 低湍流度的情况:来源于静止的气流的流动。比如,汽车相对与静止的空气在运动,潜水艇外部的流动,航空飞行器的飞行。当然,高质量的风洞也可以产生较低湍流度的流动。此时湍流度一般都低于1%。对于无风时的时候,相对于航空飞行器的空气的湍流度大约为万分之八。