速度分布velocity profile
表述方法 ①解析法:即将某瞬间的速度与位置的关系用函数表示,如圆管内定态层流流动,速度沿半径的分布为抛物线;湍流流动的速度分布为幂函数形式(见管流)。②图示法:用箭头表示速度的方向,线段长短表示速度的相对大小。如圆管层流和湍流时的速度分布,均可用图示法来表述(图1)。此法既适用于实验测得的速度数据,也可表述理论计算的结果。 实际意义 ①根据速度分布可以计算剪应力(动量通量)和压力分布,从而得出流动阻力,以便决定流体输送所需的动力,选择适当的流体输送机械。②由速度分布可以分析设备中流体流动的状况。如分布曲线上的反方向速度,预示着可能出现循环流。又如速度曲线上最大和最小速度的差别过大,表明速度分布很不均匀(图2),将会影响某些化工过程的效率,必须采取适当措施使速度分布均匀。③速度分布是研究对流传热和对流传质的基础,由此可计算温度分布和浓度分布,进而计算传热分系数和传质分系数。 流体均布 流体流量或流速在化工设备中的均匀分布或分配问题很重要。所谓流速均布,也就是使空间各点(或流动截面)的流速(或时间平均流速)一致的流体均布问题,大致可分为三类:①将总管中的流体均匀分配至各平行支管,如管壳式换热器、管式反应器中的流体均布;②管中流体经过管壁上的各小孔均匀流出;③设备横截面上的速度均匀分布。工程上实现流体均布,往往需要在设备内部装设分布器。最常见的分布器是分布管和分布板。在进口处装设分布器,可使流速明显地变为均匀(图3)。
上一条:缩合condensation
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