다양한 유형의 유체 흐름 이해

이전에 유체 역학은 유체 역학의 분기 중 하나이며 유체 흐름을 다룬다고 말한 유체 역학에 대해 설명했습니다. 이것은 불균형한 힘을 받는 유체의 움직임을 포함한다는 것을 의미합니다. 이 운동은 불균형한 힘이 가해지는 한 계속됩니다. 글쎄, 그것이 우리의 목적이 아닙니다.

오늘은 유체 자체가 속도, 밀도 등과 같은 유체 특성의 변화에 ​​따라 다른 유형으로 분류될 수 있기 때문에 다양한 유형의 유체 흐름을 알게 될 것입니다. 해석 방법은 유체 역학에 따라 다릅니다. 흐름의 유형. 다양한 유형의 유체 흐름인 토론 주제에 대해 알아보겠습니다. 또한 다양한 유형의 유체에 대해서도 알게 될 것입니다.

다양한 유형의 유체 흐름

정상 및 비정상 흐름:

밀도, 속도 및 압력과 같은 유체 특성이 시간에 따라 변하지 않을 때 흐름을 정상이라고 합니다. 수학적으로 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

여기서 V는 유체의 속도입니다.

P는 유체의 압력이고

J는 유체의 밀도입니다.

한 지점에서 속도, 압력, 밀도와 같은 유체 특성이 시간에 따라 변할 때 흐름이 비정상인 것으로 알려질 수도 있습니다. 수학적으로 다음과 같이 표현됩니다.

유체 역학의 정상 및 비정상 흐름 다이어그램:

균일 및 비균일 흐름:

균일 흐름은 주어진 시간에 흐름의 속도가 공간에 대해(흐름의 길이 방향을 따라) 변하지 않는 유체 흐름 유형입니다. 수학적으로 다음과 같이 표현할 수도 있습니다.

반면에, 불균일한 흐름은 주어진 시간에서의 유속이 공간에 대해 변하는 유체 흐름의 한 유형입니다. 수학적으로 불균일한 흐름은 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

균일하고 비균일한 흐름의 다이어그램:

층류 및 난류

층류 유형의 유체 흐름은 유체 입자가 잘 정의된 유선 또는 경로를 따라 이동하는 흐름입니다. 이것은 모든 유선이 직선이고 서로 평행한 방식으로 발생합니다. 이러한 유형의 흐름에서 유체 입자는 라미나에서 이동한다고 합니다. 층류 흐름의 레이어는 인접한 레이어 위로 부드럽게 미끄러집니다. 레이놀즈 수가 4000 이상이면 흐름을 층류라고 합니다.

그럼에도 불구하고 난류는 유체 입자가 지그재그로 움직이는 일종의 흐름입니다. 이 지그재그 운동은 높은 난류와 소용돌이를 형성하여 높은 에너지 손실을 초래합니다. 레이놀즈 수가 4000보다 크면 흐름이 난류입니다. 음, 레이놀즈 수가 2000에서 4000 사이인 파이프의 유체 흐름은 전이 상태에 있다고 합니다. 이제 파이프 흐름의 층류 및 난류 흐름이 레이놀드 수를 기반으로 특성화되었음을 알 수 있습니다.

층류 및 난류의 다이어그램:

압축성 및 비압축성 흐름

압축성 흐름에서 유체 밀도는 한 지점에서 다른 지점으로 변경됩니다. 즉, 밀도가 일정하지 않습니다. 예를 들어, J는 일정하지 않습니다.

반면에, 비압축성 흐름은 유체의 밀도가 한 지점에서 다른 지점으로 일정한 흐름의 한 유형입니다. 즉, 액체는 일반적으로 비압축성이며 기체는 압축성입니다. J=상수. 여기서 J는 유체의 밀도입니다.

회전 및 비회전 흐름

회전 흐름은 유체 입자가 유선을 따라 흐르면서 자체 축을 중심으로 회전하는 흐름 유형입니다. 유체 입자가 자신의 축을 중심으로 유선을 따라 흐르는 동안 회전하지 않으면 비회전 유동이 발생합니다. 마지막으로

1차원, 2차원 및 3차원 흐름

1차원 유체 흐름은 속도와 같은 흐름 매개변수가 시간 및 1공간 좌표의 함수로 표현되는 유체 흐름의 한 유형입니다. 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

u =f(x, y), v=0; w=0;

y 및 z 방향, 즉 v 및 w를 따른 속도는 무시할 수 있는 것으로 간주됩니다.

둘째, 2차원 흐름은 속도가 시간과 두 개의 직사각형 공간 좌표의 함수인 흐름입니다. 속도가 세 번째 방향을 따라 흐를 때 무시할 수 있는 것으로 간주됩니다. 즉,

u =f(x, y); v =g(x, y); 승 =0;

마지막으로, 3차원 흐름은 속도가 시간과 세 개의 서로 수직인 직사각형 공간 좌표(x, y, z)의 함수인 유체 흐름의 일종입니다. 즉,

u =f(x, y, z); v =g(x, y, z); w =h(x, y, z)

유체 역학의 유체 흐름에 대해 알아보려면 아래 동영상을 시청하세요.

이제 이 기회에 다양한 유형의 유체에 대해 논의하십시오.

액체의 종류

다음은 다양한 유형의 유체입니다.

이상적인 유체 – 이러한 유형의 유체는 압축할 수 없으며 점도가 이상적인 유체 범주에 속하지 않습니다. 즉, 유체는 현실에 존재하지 않는 가상의 것이라고 합니다.

실제 유체 – 이 유체는 점성을 가지고 있기 때문에 실제입니다.

뉴턴 유체 – 이것은 유체가 뉴턴의 점도 법칙을 따르는 경우입니다.

비뉴턴 유체 – 유체가 뉴턴의 점도 법칙을 따르지 않을 때.

이상적인 플라스틱 유체 – 이러한 유형의 유체는 전단 응력이 속도 구배에 비례하고 전단 응력이 항복 값보다 클 때 알려져 있습니다.

비압축성 유체 - 외력을 가해도 유체의 밀도가 변하지 않는 경우입니다.

압축성 유체 – 유체의 밀도가 외력의 적용에 따라 변하는 경우입니다.

아래 표는 다양한 유형의 유체의 밀도와 점도를 보여줍니다.

액체의 종류	밀도	점도
이상적인 유체	상수	0
실제 유체	변수	0이 아님
뉴턴 유체	상수/변수	T=u(dudy)
비뉴턴 유체	상수/변수	티≠u(두디)
비압축성 유체	상수	제로가 아님/제로
압축성 유체	변수	제로가 아님/제로

결론

사용 가능한 유체 유형도 나열한 "다양한 유형의 유체 흐름" 기사의 전부입니다.

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