湍流
| A+醫(yī)學百科 >> 湍流 |
基本介紹
讀音： tuān liú
湍流是流體的一種流動狀態(tài)。當流速很小時，流體分層流動，互不混合，稱為層流，也稱為穩(wěn)流或片流；逐漸增加流速，流體的流線開始出現(xiàn)波浪狀的擺動，擺動的頻率及振幅隨流速的增加而增加，此種流況稱為過渡流；當流速增加到很大時，流線不再清楚可辨，流場中有許多小漩渦，層流被破壞，相鄰流層間不但有滑動，還有混合。這時的流體作不規(guī)則運動，有垂直于流管軸線方向的分速度產(chǎn)生，這種運動稱為湍流，又稱為亂流、擾流或紊流。
流體作湍流時，阻力大流量小，能量耗損增加。實驗證明，能量耗損E與速度的關系為
△ E= kv2 式中k是比例系數(shù)，它與管道的形狀、大小以及管道的材料有關。式中的v是平均流速。在自然間中，我們常遇到流體作湍流，如江河急流、空氣流動、煙囪排煙等都是湍流。
這種變化可以用雷諾數(shù)來量化。雷諾數(shù)較小時，黏滯力對流場的影響大于慣性力，流場中流速的擾動會因黏滯力而衰減，流體流動穩(wěn)定，為層流；反之，若雷諾數(shù)較大時，慣性力對流場的影響大于黏滯力，流體流動較不穩(wěn)定，流速的微小變化容易發(fā)展、增強，形成紊亂、不規(guī)則的湍流流場。
流態(tài)轉(zhuǎn)變時的雷諾數(shù)值稱為臨界雷諾數(shù)。一般管道雷諾數(shù)Re＜2300為層流狀態(tài)，Re＞4000為湍流狀態(tài)，Re＝2300～4000為過渡狀態(tài)。
有效地描述湍流的性質(zhì)至今仍然是物理學中的一個重大難題。
注：右圖為當層流遇到障礙物時轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鳌 ?/p>
空氣動力學中的湍流
空氣動力學中的湍流指的是短時間（一般少于10min）內(nèi)的風速波動。換言之，湍流指的是最高頻譜峰值。
湍流產(chǎn)生原因主要有兩個：
1.當空氣流動時，由于地形差異（例如，山峰）造成的與地表的“摩擦”；
2.由于空氣密度差異和氣溫變化的熱效應空氣氣團垂直運動。
這兩種運動往往相互關聯(lián)?！ ?/p>
影響
湍流對飛行的影響
湍流是一種氣流運動，肉眼無法看見，而且經(jīng)常不期而至。引發(fā)湍流的原因可能是氣壓變化、急流、冷鋒、暖鋒和雷暴，甚至在晴朗的天空中也可能出現(xiàn)湍流。湍流并非總能被預測出來，雷達也發(fā)現(xiàn)不了它。
根據(jù)美國聯(lián)邦航空局(FAA)的數(shù)據(jù)，湍流是導致機上非致命傷害的主要原因，但通常是因為乘客或機組人員沒有系好安全帶。
雖然湍流可能導致嚴重的頭部撞擊，但通常不大可能致命。據(jù)美國聯(lián)邦航空局統(tǒng)計，從1980年到2004年6月，美國的飛機總共發(fā)生過198起湍流事故，導致266人重傷，3人死亡。
| 關于“湍流”的留言： |  訂閱討論RSS
|
|
目前暫無留言 | |
| 添加留言 | |