穩(wěn)定流不穩(wěn)定流

　　氣體的運動過程涉及許多物理參數(shù)，如流速二、流量G、壓力P"密度P等，如果在空間的各點上，這些物理量不隨時間而改變(盡管不同的坐標點上這些量是不同的)，這種流動叫穩(wěn)定流，用數(shù)學關(guān)系式表達就是量，則這種流動叫不穩(wěn)定流。在實際工作中絕大多數(shù)流動屬于不穩(wěn)定流，而提出穩(wěn)定流這一概念，主要是應(yīng)用上的方便，因為多數(shù)不穩(wěn)定流在一段時間內(nèi)各物理量的平均值相對波動不大，可以視為是穩(wěn)定的。只是在工作條件突然改變時，例如剛剛調(diào)節(jié)了閘閥以后，氣流的許多物理參數(shù)都要發(fā)生變化。但這種不穩(wěn)定也只是暫時的，很快便會趨于相對的穩(wěn)定。不穩(wěn)定流的規(guī)律十分復(fù)雜，我們將只討論穩(wěn)定流的問題。

　　流線、流管和流速

　　在流場中某一瞬間所作的一條空間曲線，在該線上各點在該瞬間的速度矢量都與此線相切，這條線稱為流線。流線與流體質(zhì)點運動的軌跡概念是不同的，軌跡(又稱跡線)是表示一個質(zhì)點在連續(xù)瞬間的速度方向，而流線是表示同一瞬間各點速度的方向。當穩(wěn)定流動時這兩者重合。圖2-7表示流場的空間坐標，通過1點作流線時，固定某一瞬間不變，從1引出速度矢量UI,沿UI取與點1相近的點2，通過點2引出同一時間的速度矢量U2，再依此類推取點3、點4。。。…連接1,2,3,4。。。…就可以得到一條折線。當1,2,3。。。…之間的距離趨近于零時，折線的極限將是一條光滑曲線，這條曲線就是在該瞬間通過點I的流線。

　　在流場中任取一封閉曲線。經(jīng)過曲線的每一點作流線，這些流線將組成一個管，稱為流管。充滿在流管中的全部流線族稱為流束。由于加熱爐流管的表面是由流線所圍成，流線又不可能相交，所以在流管內(nèi)的流體只能在流管內(nèi)流動，不能穿過流管表面流進或流出。

　　流童和流速

　　單位時間內(nèi)流經(jīng)**斷面的流體量，稱為流量。流量分為體積流量4v(ma/s)、質(zhì)量流量由于微小流束斷面上的速度相同，則流過此微小流束的流量dq應(yīng)等于流速w(m/s)乘以微小流束**斷面積dA的積，即dqv=wdA總的流量為qv={wdA由于流體有貓性，任一**斷面上各點的速度是不一致的，在計算中往往是引用平均流速的概念。

　　連續(xù)性方程式

　　氣體運動的連續(xù)性方程式是質(zhì)量守恒定律在氣體力學上具體應(yīng)用的一種形式。一維德定流的連續(xù)性方程圖2-8所示為一段流束，在兩任意斷面A,及A:上取微小流束的**斷面dA:及dA2，速度為uq及坳，密度為乃及A。由于是穩(wěn)定流，流束的形狀不變，同時由于流束的性質(zhì)，即只有兩端dA:及dA:有氣體流人和流出。

　　在單位時間內(nèi)由dA，流人的氣體質(zhì)量為p,w,dA,，由dA:流出的氣體質(zhì)量為AuWdA2。因此單位時間內(nèi)流人和流出這段微小流束的氣體質(zhì)量的差值為4m(kg/s)、重孟流量G(N/s)。