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流速

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流速,是流體的流動速度。當流速很小時,流體分層流動,互不混合,稱為層流,或稱為片流;逐漸增加流速,流體的流線開始出現波浪狀的擺動,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,稱為湍流,又稱為亂流、擾流或紊流。

這種變化可以用雷諾數來量化。雷諾數較小時,黏滯力對流場的影響大於慣性力,流場中流速的擾動會因黏滯力而衰減,流體流動穩定,為層流;反之,若雷諾數較大時,慣性力對流場的影響大於黏滯力,流體流動較不穩定,流速的微小變化容易發展、增強,形成紊亂、不規則的湍流流場。

流速測定

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根據不同情況和要求,可以採用不同的方法和儀器進行量測,常用的方法和儀器如下。

  • 皮托管:1732年由法國工程師H.皮托首創,至今仍是實驗室內測量時均點流速的常用儀器。
  • 旋槳(杯)式流速儀:有多種形式,可用於現場及實驗室,都有一組可旋轉的葉片,受水流衝擊後的葉片轉數與流速有一固定關係,可通過率定求得。採用適當裝置將轉數化為電訊號予以記錄顯示。
  • 激光測速儀:最大優點是對所測流場無干擾。
  • 熱絲(膜)流速儀:可測瞬時流速、脈動流速及紊流流速的隨機變化過程。
  • 攝影法:根據曝光時間及亮點跡線長度推算流速。