找回密码
 注册
查看: 6160|回复: 9

[讨论]如何解释理想流体孔口出流的收缩系数为1?

[复制链接]
发表于 2007-4-26 21:31:14 | 显示全部楼层 |阅读模式

马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转社区。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?注册

x
在教科书上,对实际流体,由于流线不能转折,孔口泄流时,先收缩再扩大,在孔口后面约d/2处形成收缩断面,有一收缩系数。而理想流体收缩系数为1,也就是不收缩。这样的话,对理想流体从孔口泄流时不就发生转折了吗?这怎么解释?
 楼主| 发表于 2013-6-6 09:35:57 | 显示全部楼层

回复 1# lcw 的帖子

这个老问题,有没有感兴趣讨论的?
发表于 2013-6-6 10:05:11 | 显示全部楼层
理想流体收缩系数为1
-----------------------------

要么书写错了,要么你读错了。
 楼主| 发表于 2013-6-6 22:25:30 | 显示全部楼层

回复 3# 通流 的帖子

书上和我说的是一样的,应该没错,在任何一本工程流体力学教科书上,理想流体流过小孔口的收缩系数都是1,从流动特点上来分析很难给出合理的解释,因为理想流体也有惯性,通过孔口时也应该收缩,这样收缩系数不会是1了。
发表于 2013-6-6 23:58:19 | 显示全部楼层
那你肯定是记错了。一般书里都有一个收缩系数为0.5的例子。
发表于 2013-6-8 20:49:21 | 显示全部楼层

回复 2# lcw 的帖子

一个问题撂了7年,还在孜孜以求!由于它也指向“理想流体论”的“尴尬”之处,我这里给一个自以为是的解释:书上说的合乎逻辑,而你自己的理解却不然—— 认定真实流“孔口出流收缩乃基于惯性”有误。现避重就轻并兼顾低年级学生,重点示例解说理想流体孔口出流不收缩。
        设想有45辆坦克组成每行5辆,每列9辆的阵列由长安街某处向天安门方向运动(阅兵?),那么在“理想流体论”看来,这相当于它所描述流体运动基本面:流体单元(坦克)互不相干(无黏),并且因此也无“边界层效应”;一般情况下等质量等空间、依牛顿第一(惯性)定律保持方向和速度;若发生碰撞(运动前方有障碍物),则按动量守恒定律处理(动量交换即矢量加减,其实动量守恒与惯性定律之间犹如win7 与 win98,版本不同而已)——现在你可能会意识到那45辆坦克进入广场区域(相当于孔口出流)时并无理由调整列宽(收缩)及行距(变速)。
        真实流体的行为方式与上述规则大不相同,而且我看你也认同“收缩”的事实(若其他网友想亲眼目睹,打开自来水龙头后逐渐关小即见),只是对其因果理解有误,但要解释清楚,远非简单示例那么容易,故只作提示:较系统学过物理的都知道研究光时分别有线和波模型(ray model & wave optics),然而你若要用线模型解释光的衍射(diffraction)现象,则绝无可能,其他略。
        我说lcw , 花太多时间在“理想流体论”上,既无趣也不值(教师除外,那叫敬业)。如天性爱自然科学,不如找些真实有趣的资料看。再就是示例可能勾起当年“小平您好!”情怀,算个“美好回忆”吧。最后引肖伯纳这句:“Beware of  false knowledge, It is more dangerous than ignorance”  共勉。   Loessking
 楼主| 发表于 2013-6-8 22:19:27 | 显示全部楼层

回复 6# loessking 的帖子

谢谢Loessking朋友给予的精彩的解释!我学的是工程流体力学,对一些概念的理解可能不那么深刻,对流体力学书上的其它概念和理论感觉思考一下都可以读懂,只有这个问题还没有搞懂,就想着请教一下,没有别的想法。
您说的“现在你可能会意识到那45辆坦克进入广场区域(相当于孔口出流)时并无理由调整列宽(收缩)及行距(变速)。”,我觉得坦克进入广场区域比喻为进入等直径管路比较恰当,这样坦克无理由调整列宽(收缩)及行距(变速)。而理想流体通过孔口时,截面积缩小,必然使得坦克也改变列宽和行距,即会有收缩及变速,通过渐缩管时也会收缩和变速。
发表于 2013-6-10 11:13:44 | 显示全部楼层

回复 7# lcw 的帖子

我们想了解流体(真实或理想流)离开管道后形成的“流柱”直径变化情况。实践表明:真实流在管口后会有短暂的收缩区间,然后再扩张,这个理论上也说得通(至少我以为)。而你却把流体进入管道的过程也扯了进来,如此我们还得以街道为中线,在广场之外其他地方再“拆迁”出一片空旷区域以观察出流,那不是“劳民伤财”吗?
发表于 2013-6-10 20:54:46 | 显示全部楼层
原帖由 lcw 于 2007-4-26 21:31 发表
在教科书上,对实际流体,由于流线不能转折,孔口泄流时,先收缩再扩大,在孔口后面约d/2处形成收缩断面,有一收缩系数。而理想流体收缩系数为1,也就是不收缩。这样的话,对理想流体从孔口泄流时不就发生转折了吗? ...

没听说过或不清楚你所说的工程问题的背景。但从叙述本身来说,则孔口出流的收缩应该是由摩擦引起。所谓理想流体就是无摩擦,则也就无收缩了。实际流体同流管壁面的摩擦在孔口出流时消失了,这应该会引起孔口处流速的增加,从而(由质量守恒)应该会导致截面的减小。
发表于 2013-6-11 21:43:00 | 显示全部楼层
本来要贴个实际例子的,不过不知什么原因,我无法上传图片。我就只好说个出处了。

徐华舫的《空气动力学基础》28页例2:求包达管嘴的水流收缩系数。

这是一个比较标准的流体力学问题。很多教材中应该都有的。不知是不是回答了楼主的疑问。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

快速回复 返回顶部 返回列表