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紊流

紊流,也被稱為湍流亂流,是流體流動的一種狀態。當流速很小時,流體分層流動且互不混合,這種情況稱為層流,隨著流速的增加,流體的流線開始出現波狀擺動,這種狀態稱為過渡流。當流速進一步增加到很大時,流線變得不再清晰可辨,流場中出現許多小漩渦,這就是紊流或湍流。

紊流的主要特點包括:

無序性:流體質點相互混摻,運動變得無序,運動要素具有隨機性。

耗能性:紊流中除了由於粘性引起的耗能外,還有由於紊動產生的附加切應力引起的額外耗能。

擴散性:紊流中的擴散不僅包括分子擴散,還包括由於質點紊動引起的傳質、傳熱和傳遞動量等。

紊流的分類基於其流動特點,可以分為不同的類型。例如,根據雷諾數的不同,流動可以是層流或紊流。雷諾數是一個無因次參數,用於表徵流體流動中慣性力和粘性力的相對大小。在水利工程中,紊流是一種常見的流動狀態,其傳遞動量、熱量和質量的方式與層流不同,主要通過質點間的混摻實現。