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基礎知識

管內速度分布

2020年02月25日
管內速度分布
速度分布在管道橫截面上流體速度軸向分量的分布模式稱為速度分布，這是由于實際流體都具有粘性而造成的。一般的規律是，越靠近管壁，由于流體與管壁的粘滯 作用，流速越小，管壁上的流速為零；越靠近管中心，由于流體與管壁的這種粘 滯作用越小，流速就越大，管道中心的流速達到最大值。
管內的流動狀態不同，所呈現的流速分布也不同。人們在長期的生產實踐中 對管內流體的速度分布做了不少研究，提出了很多流速分布模型。其中，比較簡 單的流速分布模型為：
式中：rx     ——距管道中心的徑向距離； 
          Ux    ——距管道中心rx處的流速;
         Umax——管道中心的最大流速； 
          R      ——管道半徑； 
          n      ——素流時隨雷諾數不同而變化的指數；
從上面兩式可以看出，在層流狀態下，流速分布是以管道中心線為對稱軸的 一個拋物面。在紊流狀態下，流速分布是以管道中心線為對稱軸的一個指數曲面。 軸向剖視圖如圖所示。
值得注意的是，如上圖這樣的典型的管內流速分布，是指充分發展了的管內 流動所具有的流速分布，也就是說，管內流體只有在通過足夠長的直管段以后才能形成上述分布情況。
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