注冊結(jié)構(gòu)工程師輔導(dǎo)：邊界層的分離現(xiàn)象
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(二)邊界層的分離現(xiàn)象
上述平板邊界層不出現(xiàn)邊界層與壁面脫離的分離現(xiàn)象。但當(dāng)黏性流體繞過彎曲壁面時，如圖6-4-7所示，在M點以后流速沿流減小，壓強沿流逐漸增加，出現(xiàn)逆壓梯度∂p/∂x>0。邊界層外的流體質(zhì)點，由于具有較大的動能，可以克服與流動方向相反的壓力差，繼續(xù)向前流動;而邊界層內(nèi)流動阻力影響較大，流體質(zhì)點具有的動能較小，而且愈靠近邊壁具有的動能愈小，以致流到某一點后因動能耗盡而停止。這一點稱邊界層的分離點S。在分離點S的下游，靠邊壁的水質(zhì)點在反向壓力差作用下，產(chǎn)生反向回流，于是在邊壁和主流之間形成旋渦區(qū)。這就是邊界層的分離現(xiàn)象。
前面所述，局部水頭損失發(fā)生在邊界條件急劇變化的局部流程中。正是因為在這些地方往往發(fā)生主流與邊壁脫離，在主流與邊壁間形成旋渦區(qū)。旋渦區(qū)的存在大大增加了紊流的紊動程度;旋渦區(qū)壓縮了主流的過流斷面，引起過流斷面上流速重新分布，增大了主流某些地方的流速梯度，也就增大了流層間的切應(yīng)力;旋渦區(qū)內(nèi)部不斷消耗的能量，也是來自主流;旋渦中流體質(zhì)點不斷被主流帶到下游，將加劇下游一定范圍的紊流脈動，加大了這段長度上的水頭損失。所以邊界層的分離和旋渦區(qū)的存在是造成局部損失的主要原因。
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2010年結(jié)構(gòu)師考試9月18、19日
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