根据流体运动参数是否随时间而变化可以分为稳定流动和非稳定流动,请问下面哪一种说法是正确的?()
A 、流体非稳定流动时,只有流体的速度随时间而变化
B 、流体稳定流动时,任何情况下沿程压力均不变
C 、流体稳定流动时,流速一定很小
D 、流体稳定流动时,各流通断面的平均流速不一定相同
【正确答案:D】
稳定流动是指流场中每一空间点上的流动参数都不随时间变化的流动,又称恒定流动。其对于流场中的同一点,参数不变,但流动的沿程参数可能发生变化,并且此时流速不一定很小;流体稳定流动时,根据连续性方程,其各流通断面的质量流量相同,由于截面大小不定,所以平均流速不一定相同;流体非稳定流动时,不仅流体的速度随时间而变化,流体其他参数也可能随时间而变化。
1.若和流动有关的参数(例如速度)仅随空间位置的改变而变化,而和时间无关,称之位流动稳态。
2. 流体在管道中流动时,若和流动有关的参数(例如速度)随时间而变化,这时流体的流动称为非稳态流动。
3.非稳态流动,是指流体的流动状况随时间的变化而变化的流动。
4.例如聚合物的注射成型,在聚合物流动注射充模的过程中,聚合物熔体从开始注射到注射完毕,其中的熔体流速不断增大,温度不断下降,其他的参量也会发生不同的变化,其流动属于非稳态流动。
根据流体在管路系统中流动时各种参数的变化情况,可以将流体的流动分为稳定流动和不稳定流动。若流动系统中各物理量的大小仅随位置变化、不随时间变化,则称为稳定流动。若流动系统中各物理量的大小不仅随位置变化、而且随时间变化,则称为不稳定流动。
管道内的介质多为流体,即气体或液体,因此管道根据内部介质的类型分为气体管道和液体管道。由于管道内流体参数常随时间变化,常导致管道振动。与往复机械相连的管道中介质特性的波动是常见的,因此与往复机械相关的管道振动也是常见的异常现象之一。在介绍管道振动的原因之前,让我们先了解一下流体在管道中的流动情况。
可压缩和不可压缩流体如果流体的密度等于一个常数,我们称之为不可压缩相反,如果它的密度不等于一个常数,它就被称为可压缩流体。一般来说,这种液体的可压缩性很小,通常被视为不可压缩流体。如果压力变化明显(液压冲击),应将其作为可压缩流体处理。气体的可压缩性比较大,但当气体压力变化不大、流量很小时,可视为不可压缩流体。将马赫数<0.15 ~ 0.3的气体流动问题近似地看作不可压缩流体。马赫数,声速c,气体速度u。
定常流动和非定常流动根据流动参数是否随时间变化,可将流动分为定常流动和非定常流动。恒流是指流场中各点的流速V、压力P、密度ρ、温度T等流动参数不随时间变化的流动,故又称稳定流动。非定常流场是指流场中空间固定点上的任何流动参数随时间变化的流动,也称为非定常流场。层流和湍流流体在管道中流动时,根据流体颗粒的运动是否无序可将其流动状态分为层流和湍流。
层流是指流体颗粒不混合的流动,又称片流。湍流是流体颗粒无层地相互混合的流动,也称湍流。在紊流中,由于液体颗粒的不规则运动,空间中任意一点的速度,无论大小或方向,都随时间而变化(其他流动参数也可能随时间而变化)。因此,湍流本质上总是不稳定的流动。管道内流体由层流过渡到紊流的平均流速称为临界流速。