图2-7流线和流束 (b)流束 ③流管:某一瞬时t在流场中画一封闭曲线,经过曲线的每一点作流线,由这些流线 组成的表面称流管 ④流束:充满在流管内的流线的总体,称为流束。 ⑤通流截面:垂直于流束的截面称为通流截面 3)流量和平均流速 ①流量:单位时间内通过通流截面的液体的体积称为流量,用q表示,流量的常用单位 为升/分,L/min 对微小流束,通过dA上的流量为dq,其表达式为 dg=udA (2-6) q=uda 当已知通流截面上的流速u的变化规律时,可以由上式求出实际流量。 ②平均流速:在实际液体流动中,由于粘性摩擦力的作用,通流截面上流速u的分布规律 难以确定,因此引入平均流速的概念,即认为通流截面上各点的流速均为平均流速,用ⅴ 来表示,则通过通流截面的流量就等于平均流速乘以通流截面积。令此流量与上述实际流量 相等,得 q=udA=vA 则平均流速为 ⅴ=q/A (2-8) 4)流动状态、雷诺数 实际液体具有粘性,是产生流动阻力的根本原因。然而流动状态不同,则阻力大小也是 不同的。所以先研究两种不同的流动状态 ①流动状态—层流和素流 液体在管道中流动时存在两种不同状态,它们的阻力性质也不相同。虽然这是在管道液 流中发生的现象,却对气流和潜体也同样适用 试验装置如图2-8所示,试验时保持水箱中水位恒定和可能平静,然后将阀门A微微 开启,使少量水流流经玻璃管,即玻璃管内平均流速V很小。这时,如将颜色水容器的阀门 B也微微开启,使颜色水也流入玻璃管内,我们可以在玻璃管内看到一条细直而鲜明的颜色 流束,而且不论颜色水放在玻璃管内的任何位置,它都能呈直线状,这说明管中水流都是安 定地沿轴向运动,液体质点没有垂直于主流方向的横向运动,所以颜色水和周围的液体没有 混杂。如果把A阀缓慢开大,管中流量和它的平均流速Ⅴ也将逐渐增大,直至平均流速增加 至某一数值,颜色流束开始弯曲颤动,这说明玻璃管内液体质点不再保持安定,开始发生脉 动,不仅具有横向的脉动速度,而且也具有纵向脉动速度。如果A阀继续开大,脉动加剧, 颜色水就完全与周围液体混杂而不再维持流束状态。图 2-7 流线和流束 (a)流线 (b)流束 ③流管：某一瞬时 t 在流场中画一封闭曲线，经过曲线的每一点作流线，由这些流线 组成的表面称流管。 ④流束：充满在流管内的流线的总体，称为流束。 ⑤通流截面：垂直于流束的截面称为通流截面。 3)流量和平均流速 ①流量：单位时间内通过通流截面的液体的体积称为流量，用 q 表示，流量的常用单位 为升/分，L/min。 对微小流束，通过 dA 上的流量为 dq,其表达式为： dq=udA (2-6) q= A udA 当已知通流截面上的流速 u 的变化规律时，可以由上式求出实际流量。 ②平均流速：在实际液体流动中，由于粘性摩擦力的作用，通流截面上流速 u 的分布规律 难以确定，因此引入平均流速的概念，即认为通流截面上各点的流速均为平均流速，用 v 来表示，则通过通流截面的流量就等于平均流速乘以通流截面积。令此流量与上述实际流量 相等，得： q= A udA = vA (2-7) 则平均流速为： v = q/A (2-8) 4）流动状态、雷诺数 实际液体具有粘性，是产生流动阻力的根本原因。然而流动状态不同，则阻力大小也是 不同的。所以先研究两种不同的流动状态。 ① 流动状态——层流和紊流 液体在管道中流动时存在两种不同状态，它们的阻力性质也不相同。虽然这是在管道液 流中发生的现象，却对气流和潜体也同样适用。 试验装置如图 2-8 所示，试验时保持水箱中水位恒定和可能平静，然后将阀门 A 微微 开启，使少量水流流经玻璃管，即玻璃管内平均流速 V 很小。这时，如将颜色水容器的阀门 B 也微微开启，使颜色水也流入玻璃管内，我们可以在玻璃管内看到一条细直而鲜明的颜色 流束，而且不论颜色水放在玻璃管内的任何位置，它都能呈直线状，这说明管中水流都是安 定地沿轴向运动，液体质点没有垂直于主流方向的横向运动，所以颜色水和周围的液体没有 混杂。如果把 A 阀缓慢开大，管中流量和它的平均流速 V 也将逐渐增大，直至平均流速增加 至某一数值，颜色流束开始弯曲颤动，这说明玻璃管内液体质点不再保持安定，开始发生脉 动，不仅具有横向的脉动速度，而且也具有纵向脉动速度。如果 A 阀继续开大，脉动加剧， 颜色水就完全与周围液体混杂而不再维持流束状态