非水平直圆管中黏性流体层流流量公式的推导及实验验证

通过牛顿粘滞定律和修正后的伯努利方程对非水平直圆管中黏性流体作层流运动时的流量公式进行了推导。指出将泊肃叶公式中的压强视作广义压强,则文中的推导公式与泊肃叶公式完全一致。说明泊肃叶公式可以用来求解非水平直圆管中黏性流体作层流运动时的流量。本文通过实验验证了推导公式。     

关于粘滞流体层流流量公式的讨论

泊肃叶公式仅适用于水平圆管内层流，本文根据稳定流动和内摩擦力的概念推导管轴的取向为任意方向时粘滞流体在均匀圆管内层流的流量公式，从而，得到水平管、垂直管等不同情况下的流量公式．     

测定液体粘滞系数的简易方法

用长1.6m内半径0.01～0.05cm的毛细管,其中充以被测液体并直立在盛有一薄层被液体的玻璃皿中,(如左图所示)测液面在管中的下落速度U,则根据泊肃叶方程     

关于泊肃叶定律的适用范围和定律的修正的讨论

通过对比两种不同的泊肃叶定律的推导方法, 澄清了关于泊肃叶定律众说不一的适用范围问题. 指明 将泊肃叶公式中计算流量时的压强视为广义压强, 则泊肃叶定律既适用于水平直圆管的流量计算, 也适用于非水平 直圆管的流量计算. 并指出关于泊肃叶定律的修正中存在的问题     

用泊肖叶公式测液体粘滞系数条件的说明

作为测定液体粘滞系数的方法之一,用泊肖叶公式测液体的粘滞系数。目前几乎所有的高校都开设这一实验。翻阅手头上能得到的各校实验教材,可以看出对实验时应满足的条件,要么不予交待,要么交待得不全。下面对这个问题作一扼要说明。不言而喻,泊肖叶公式适用于稳定的层流情况。因此,它要求实验时所测流体在管中的流动必需是稳定的层流。我们知道,流体在管中的流动是层流还是紊流,可用雷诺数 R 的大小进行判断。通常认为,R<1000流体在管中的流动为层流;R>2000时为紊流;R 界于1000—2000     

正多边形流管内的泊肃叶方程探讨

应用牛顿粘滞定律、牛顿运动定律及一定的边界条件,首先计算了正多边形内流层的摩擦力公式,其次利用摩擦力公式推导出管内流层的速度分布函数,最后根据流量公式得到正多边形流管的泊肃叶方程,并讨论了流管内流速和流量随参数变化的关系。计算结果表明,当正多边形边的数目N趋于无穷大时,推导得到的流速和流量公式与圆形流管内的公式一致;并且相同参数下,正多边形边的条数N越多,流管内流速和流量也越大,当N大于20时,多边形管近似于圆形,此时流速和流量接近最大值。     

泊肃叶方程在循环系统流体动力学中的应用条件

本文从推导泊肃叶方程的基本假设出发，结合人体循环系统的特点，从七个方面详细讨论了泊肃叶方程在循环系统流体动力学中准确应用的条件。并且就泊肃叶方程在循环系统流体动力学中应用时所必需的补充和修正作了说明．     

用数字毫秒计做转筒式粘度计的读数装置

在物理实验中常用的转筒式粘度计的构造如图1所示。在外筒Y与内筒N之间注入待测其粘滞系数的液体。内筒的上端与小镜A及悬丝C连接;悬丝的上端固定在支架上。当外筒在电机(图中未画出)带动下做匀速转动时,筒内的液体(由于其粘滞性)将带动内筒一同转动。由于悬丝的反抗力矩,内筒旋转一定角度θ后,达到平衡位置。小镜的偏转角θ与该液体的粘滞系数η之间有如下关系:     

圆管等壁温振荡流动对流换热理论研究

对等壁温边界条件下圆管内层流振荡流动对流换热问题进行理论推导。在随时间做正弦变化的速度入口条件下,经求解圆管内流体振荡时的能量方程,得到振荡流动圆管内温度场分布的解析解表达式,并利用Matlab对表达式进行直观表示。计算结果表明:等壁温边界条件下速度入口脉冲流动可引起温度随时间波动,波动随无量纲振荡频率和速度振荡幅度增加,换热效果加强,且速度振荡幅度和无量纲振荡频率存在协同作用。     

补偿法在物理解题中的应用

补偿法就是设法使一些不对称分布问题变为对称分布,以便直接应用一些定理或公式方便地求出问题的答案.1 补偿法在力学中的应用 计算刚体的转动惯量. 例1:如图1所示,从一个半径为R的均匀薄板上挖去一个半径为r的     

用落球法测量η实验中小球下落速度的辨析

用落球法测量η实验中小球下落速度的辨析张兆钧（西安交通大学物理系７１００４９）测量液体的粘滞系数有多种方法，落球法是其中一种．它适用于粘度较大，有一定透明度的液体，这种方法需要测量小球在盛有液体的圆管内匀速铅直下落时的速度．由于小球在下落运动时，受到...     

竖直圆管中超临界压力CO2在低Re数下对流换热研究

本文对超临界压力CO2自下而上流过内径为2mm的加热圆管,在低进口Re (Rein≈1700)条件下的对流换热进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较.结果表明,在进口雷诺数较低(Rein≈1700)而热流密度较高时,由于密度变化导致浮升力对流动产生扰动,流动从层流提前转变为湍流,换热大大增强并导致壁面温度的异常分布.使用LB湍流模型可以较好地模拟此时流动从层流向湍流的过渡现象,而采用层流与湍流相结合的分区计算方法的结果与实验测量值吻合得更好.由于浮升力的影响,径向速度呈M型分布,速度最大值在靠近壁面某处;当热流密度很大时,在管子中心区会出现回流.     

垂直圆管内向上稀疏层流泡状流相分布的实验研究

采用三维照相法对垂直圆管内稀疏层流泡状流充分发展段的相分布进行了实验研究。得到了８个流动工况下均匀尺寸气泡形成的泡状流的空泡率分布以及６个流动工况下非均匀尺寸气泡形成的泡状流的总体和大、小气泡组各自的空泡率分布．实验结果表明当气泡组的平均直径小于约３．５ｍｍ时,其空泡率分布在管壁附近出现尖峰;当气泡组的平均直径大于约 ３．５ ｍｍ时,其空泡率分布的尖峰移向管中心;气泡尺寸对泡状流的相分布有重要影响．     

声学测微计及其在薄层测厚中的应用

文章描述的声学测微计是以监测伪Sezawa波为基础的。假定在半无限大介质的上表面有一薄的复盖层,当层介质中的横波声速较底下介质的横波声速小时,可有许多表面波模式沿层状介质的表面传播,其中基模为瑞利波,第二个模为Sezawa波。实验所用样品中,基片材料为42-合金,上面薄层材料是金。当一平面超声波通过水耦合斜入射到样品上时,在样品表面层激发的前两个模的相速度色散曲线如图1所示,图中k为波数,d为薄层厚度。Sezawa波有一个截止波数,在这个波数,Sezawa波的相速度等于基片中的     

关于原子吸收喷雾速率公式的研究

影响原子吸收喷雾速率的有关因素,目前文献一般都应用流体力学的Poiseuille公式来描述。但是,就公式中△P这一参数含义的解释尚不具体也不统一,更无定量研究△P对原子吸收喷雾速率影响的文献报导。Poiseuille公式是在流速不大的层流流动的条件下研究粘滞液体在水平、毛细管中流动时的流量问题所得的结论。由于原子吸收喷雾毛细管不是处于水平位置,因此需考虑液柱静压力的影响。本文根据流体力学的基本原理和原子吸收雾化过程的特点,由柏努力方程推导出原子吸收分析中Poiseuille公式的表达式即原子吸收喷雾速率公式R和l分别为毛细管的半径和长度η和ρ分别为溶液的粘度和密度;P_n是仅由雾化气体引起的毛细管喷口处的负压;h为溶液液面与雾化器喷口间的相对高度;g为物理常数。     

基础实验试题A-2和A-3:毛细管中液体的流动及风洞实验

介绍了第7届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题A"流体的流动"中的第二部分"毛细管中液体的流动"和第三部分"风洞"的内容,并给出了参考答案及竞赛结果分析.第二部分试题包括基于泊肃叶定律的倾斜毛细管测量液体黏度及根据毛细管中液体流动的物理状态与雷诺数的关系进行的实验拓展.第三部分涵盖研究乒乓球在风洞内受到的摩擦阻力与风速...     

管内变密度流体流动与换热的充分发展及解析解

本文提出了圆管内变密度流体流动与换热充分发展的概念和相关假设及其推论.在所提出的概念和假设基础上对理想气体在圆管内的流动与换热进行了解析求解,得到了充分发展时的无量纲速度抛物分布及无量纲温度分布.对圆管内密度随温度变化的氩气的流动与换热数值模拟所获得的无量纲速度分布及无量纲温度分布在入口段后与上述解析解非常吻合,从而验证了在本文的计算条件范围内,圆管内变密度流体充分发展流动与换热的概念及其解析解是合理的.     

超临界压力CO2在非均匀加热竖直管内的换热特性研究

基于工程中存在的非均匀热流问题,针对四种非均匀热流条件下超临界压力CO₂在竖直管内的流动换热特性进行了数值研究,分析了热流密度、质量流量、浮力效应和排布方式对流动换热性能以及圆管表面温度分布的影响。超临界压力CO₂在非均匀热流条件下表现更为复杂的流动换热特性,轴向热流密度分布不均匀会使传热恶化,增大热流密度和减小雷诺数可以弱化传热恶化效应;热流分布不均时,Bo^*比■/Re2.7更能准确地预测浮力效应;在非均匀热流条件下,竖直向下流动比竖直向上流动表现出更好的传热性能,径向速度和湍流动能分布可以较好地解释传热恶化的产生机理。本文对于光热、锅炉等非均匀热流条件下的工程应用具有一定的指导意义。     

污垢对圆管内对流换热场协同的影响

针对不同结垢厚度的圆管进行数值模拟,分析在层流和紊流两种流动状态下,污垢对速度场和温度场以及它们之间的协同程度-协同角及协同数的影响.数值模拟结果表明,对于层流和紊流,其平均场协同数均随着污垢厚度的增加而增加,随着雷诺数的增加而减小;平均场协同角则相反;紊流时场协同数大于层流时的场协同数,协同角小于层流时的协同角;紊流...     

致密油藏微纳米喉道中的边界层特征

通过引入吸引力修正耗散粒子动力学（DPD）方法,实现流体和固体的相互吸引作用,模拟纳米喉道中的微尺度流动,探讨边界层的产生机理,结合微圆管实验,定量表征微纳米喉道中边界层的特征,明确微纳米喉道中边界层的影响因素.研究发现：分子尺度,热运动对速度影响很大;超过分子尺度,压差占主导作用.热运动使粒子在原位置振动,不改变粒子的整体移动方向.随着喉道半径的增大,泊肃叶流动的抛物线特征越来越明显.边界层厚度受压力梯度、喉道半径和流体粘度的影响.当压力梯度增大或流体粘度减小时,边界层厚度增大;当喉道半径减小时,边界层厚度先增大后减小.边界层厚度是导致非线性渗流特征的根本原因.随着边界层厚度增大,非线性渗流特征越来越明显.