流线型流程

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引言

在特定且稳定的流动条件下，流体的每一粒子都遵循单一路径。流速较低，没有湍流速度。在此流体运动过程中不会发生横向混合。粒子的运动遵循一个顺序，即运动粒子以平行且直线的方式流动。

什么是流线型流动？

流线型流动是一种重要的层流，在流动过程中不间断，并遵循直线和平行线。这种类型的流动主要见于固体的一部分，其底部是引导流动成平行线的基底。在流线型流动中，粒子的方向在较短的时间内保持不变 (Abbey et al. 2020)。在这个流动过程中，可以发现平滑的层状运动。流体的速度取决于流动的速度。流线型流动的特性取决于剪切应力对流动的影响。剪切力平行于液体的表面起作用。在流线型流动中，重力起着重要的作用。

原子的路径被认为是流线型流动。湍流不同于流线型流动。

流线型流动的类型

流线型流动主要有两种类型：层流和湍流。如果粒子以直线流动，性质稳定且光滑，则该流动被认为是层流或流线型流动 (Gajbhiye et al. 2020)。在这种类型的流体流动中，没有发现变化。每一层流动都平稳地通过，并与相邻层正确接触。在低速情况下，流体倾向于横向混合并与各层混合 (Warey, Han & Kaushik, 2021)。在较高速度下，流线型流动会变成湍流。这种类型的流动粘度范围较低。

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湍流中存在不规则运动，其中伴随着高速。不可预测和随机的流体粒子会逆着运动方向移动，并产生横向混合的机会。湍流有三个不同且最重要的特征：明显的随机性、涡流和再循环 (Ströfer et al. 2018)。磁通量和方向的连续变化是湍流的重要特征，有助于理解流线型流动的性质。层流被打扰后会变成湍流。流线型流动的变化会导致流线型流动的整体组成部分和特性属性受到影响。

流线型流动的原理

流线型流动中没有速度波动。它是流体中一些虚构粒子路径。流线始终保持直线并保持规则的路径。一些最重要的特性，如压力和速度，非常重要，因为它们会影响流动的稳定性 (Saha, Biswas & Nath, 2020)。在平行的流体流动中，有一些薄层保持一致性。速度和运动方向的差异也是影响流线型的重要因素。

流线型流动和湍流的差异

湍流	流线型流动
在这种类型的流动中，运动的本质是混沌的。在这种类型的液体流动中，会发现大量的横向混合。	在这种类型的流动中，运动的本质是稳定的。
在这种类型的流动中，速度范围大于临界速度范围。	速度范围小于该流动临界速度范围。
包括湍流中的每一个粒子都具有不同的速度。粒子的方向也彼此不同。	所有参与流线型流动的粒子都具有相同的速度。粒子的方向和磁性值也相同。

流线型流动的应用

• 在理解流线长度时，流线型流动的概念很重要。

• 特定流体的速度方向也由流线型流动决定。

• 流体速度范围本质上是切向的，与时间的变化有关。

• 伯努利方程可以应用于适当的情况，其中满足所有必要的条件 (Wang et al. 2020)。

• 流线型流动也可以确定流体的流动性质。稳定范围、可忽略的粘度和不可压缩是重要的特征。

总结

流体动力学与经典力学的范围紧密相连。流体的流动行为也与之紧密相连。在稳定流动中，流体的密度保持相同和恒定，而在不稳定流动中则发现完全相反的性质。若干流体粒子占据的路径被认为是流线。由于在流线型流动中可以看到平行流线，因此流过粒子的速度随着时间的变化而保持不变。

常见问题

Q.1. 流线型流动的三个不同属性是什么？

A. 物理、运动学和热力学属性是流线型流动的三个重要属性。成分差异会造成这些属性的变化。

Q.2. 理想流体的显著特征是什么？

A. 理想流体没有粘度范围。这种类型的流体也适合压缩。理想流体的密度本质上是恒定的。

Q.3. 如果温度升高，液体的粘度会发生什么变化？

A. 如果温度升高，液体的粘度范围会降低。例如，玻璃在周围温度升高时会增加其粘度。

Q.4. 哪个公式与提取雷诺数的值相关？

A. $\mathrm{Re=(\rho *v*L)/\mu }$ 其中 p 表示密度的值。V 表示速度范围，L 表示管径的值。粘度的值由 $\mathrm{\mu}$ 表示。