流線型流程

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引言

在特定且穩定的流動條件下，流體的每一粒子都遵循單一路徑。流速較低，沒有湍流速度。在此流體運動過程中不會發生橫向混合。粒子的運動遵循一個順序，即運動粒子以平行且直線的方式流動。

什麼是流線型流動？

流線型流動是一種重要的層流，在流動過程中不間斷，並遵循直線和平行線。這種型別的流動主要見於固體的一部分，其底部是引導流動成平行線的基底。在流線型流動中，粒子的方向在較短的時間內保持不變 (Abbey et al. 2020)。在這個流動過程中，可以發現平滑的層狀運動。流體的速度取決於流動的速度。流線型流動的特性取決於剪下應力對流動的影響。剪下力平行於液體的表面起作用。在流線型流動中，重力起著重要的作用。

原子的路徑被認為是流線型流動。湍流不同於流線型流動。

流線型流動的型別

流線型流動主要有兩種型別：層流和湍流。如果粒子以直線流動，性質穩定且光滑，則該流動被認為是層流或流線型流動 (Gajbhiye et al. 2020)。在這種型別的流體流動中，沒有發現變化。每一層流動都平穩地透過，並與相鄰層正確接觸。在低速情況下，流體傾向於橫向混合並與各層混合 (Warey, Han & Kaushik, 2021)。在較高速度下，流線型流動會變成湍流。這種型別的流動粘度範圍較低。

圖片即將推出

湍流中存在不規則運動，其中伴隨著高速。不可預測和隨機的流體粒子會逆著運動方向移動，併產生橫向混合的機會。湍流有三個不同且最重要的特徵：明顯的隨機性、渦流和再迴圈 (Ströfer et al. 2018)。磁通量和方向的連續變化是湍流的重要特徵，有助於理解流線型流動的性質。層流被打擾後會變成湍流。流線型流動的變化會導致流線型流動的整體組成部分和特性屬性受到影響。

流線型流動的原理

流線型流動中沒有速度波動。它是流體中一些虛構粒子路徑。流線始終保持直線並保持規則的路徑。一些最重要的特性，如壓力和速度，非常重要，因為它們會影響流動的穩定性 (Saha, Biswas & Nath, 2020)。在平行的流體流動中，有一些薄層保持一致性。速度和運動方向的差異也是影響流線型的重要因素。

流線型流動和湍流的差異

湍流	流線型流動
在這種型別的流動中，運動的本質是混沌的。在這種型別的液體流動中，會發現大量的橫向混合。	在這種型別的流動中，運動的本質是穩定的。
在這種型別的流動中，速度範圍大於臨界速度範圍。	速度範圍小於該流動臨界速度範圍。
包括湍流中的每一個粒子都具有不同的速度。粒子的方向也彼此不同。	所有參與流線型流動的粒子都具有相同的速度。粒子的方向和磁性值也相同。

流線型流動的應用

• 在理解流線長度時，流線型流動的概念很重要。

• 特定流體的速度方向也由流線型流動決定。

• 流體速度範圍本質上是切向的，與時間的變化有關。

• 伯努利方程可以應用於適當的情況，其中滿足所有必要的條件 (Wang et al. 2020)。

• 流線型流動也可以確定流體的流動性質。穩定範圍、可忽略的粘度和不可壓縮是重要的特徵。

總結

流體動力學與經典力學的範圍緊密相連。流體的流動行為也與之緊密相連。在穩定流動中，流體的密度保持相同和恆定，而在不穩定流動中則發現完全相反的性質。若干流體粒子佔據的路徑被認為是流線。由於在流線型流動中可以看到平行流線，因此流過粒子的速度隨著時間的變化而保持不變。

常見問題

Q.1. 流線型流動的三個不同屬性是什麼？

A. 物理、運動學和熱力學屬性是流線型流動的三個重要屬性。成分差異會造成這些屬性的變化。

Q.2. 理想流體的顯著特徵是什麼？

A. 理想流體沒有粘度範圍。這種型別的流體也適合壓縮。理想流體的密度本質上是恆定的。

Q.3. 如果溫度升高，液體的粘度會發生什麼變化？

A. 如果溫度升高，液體的粘度範圍會降低。例如，玻璃在周圍溫度升高時會增加其粘度。

Q.4. 哪個公式與提取雷諾數的值相關？

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