漩渦實驗儀講義(參考版)
2025-04-20 06:03本頁面
【正文】 打開泵的出水閥V102，并分別打開各個演示裝置的進(jìn)出口閥門,觀察流動現(xiàn)象。一切準(zhǔn)備就緒后，按下離心泵的開啟按鈕。關(guān)閉管道閥門。實驗室有條件可同時給水添加顏料，以達(dá)到更好的實驗效果。主要的試教板結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要模擬流體流經(jīng)孔板、列管換熱器管子排列方式、換熱器擋板結(jié)構(gòu)、圓柱體、流線休、直角彎頭、變截面通道等繞流體的流動情況。裝備提供6塊不同繞流體的演示板，可隨意選擇其中一塊或同時使用幾塊進(jìn)行試驗。因此，為使過流平穩(wěn)，應(yīng)采用順流而放的圓頭尖尾形柱體。流線形柱體繞流：這是繞流體的最好形式，流動順暢，形體阻力最小。 該圖譜主要作用有二：（1）說明了非圓柱體繞流也會產(chǎn)生卡門渦街；（2）對比觀察圓柱繞流和鈍體繞流可見：前者渦街頻率f在雷諾數(shù)Re不變時它也不變；而后者，即使Re不變f卻隨機變化。 橋墩形柱體繞流 ：該繞流體為圓頭方尾的鈍形體，水流脫離橋墩后，形成一個旋渦區(qū)——尾流，在尾流區(qū)兩側(cè)產(chǎn)生旋向相反且不斷交替的旋渦，即卡門渦街。這應(yīng)引起建筑師的重視。4）多圓柱繞流廣泛應(yīng)用于熱工中的傳熱系統(tǒng)的“冷凝器”及其他工業(yè)管道的熱交換器等，流體流經(jīng)圓柱時，邊界層內(nèi)的流體和柱體發(fā)生熱交換，柱體后的旋渦則起混摻作用，然后流經(jīng)下一柱體，再交換再混摻，換熱效果較佳。這樣就使柱體產(chǎn)生了一定頻率的橫向振動。每當(dāng)一個旋渦脫離開柱體時，根據(jù)湯姆遜(Thomson)環(huán)量不變定理，必然在柱體上產(chǎn)生一個與旋渦所具有的環(huán)量大小相等方向相反的環(huán)量，由于這個環(huán)量使繞流體產(chǎn)生橫向力，即升力?？ㄩT(Von karman)渦街。 （3）卡門渦街 圓柱的軸線與來流方向垂直。結(jié)合漸擴段的邊界層分離現(xiàn)象，還可說明邊界層分離后會產(chǎn)生局部低壓，以致于有可能出現(xiàn)空化和空蝕破壞現(xiàn)象。（2）邊界層分離 結(jié)合顯示圖譜，說明邊界層、轉(zhuǎn)捩點概念并觀察邊界層分離現(xiàn)象，
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