注冊結構工程師輔導：邊界層的分離現象

更新時間：2010-07-22 10:17:51 來源：|0

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　　(二)邊界層的分離現象

　　上述平板邊界層不出現邊界層與壁面脫離的分離現象。但當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，出現逆壓梯度∂p/∂x>0。邊界層外的流體質點，由于具有較大的動能，可以克服與流動方向相反的壓力差，繼續向前流動;而邊界層內流動阻力影響較大，流體質點具有的動能較小，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，靠邊壁的水質點在反向壓力差作用下，產生反向回流，于是在邊壁和主流之間形成旋渦區。這就是邊界層的分離現象。

　　前面所述，局部水頭損失發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生主流與邊壁脫離，在主流與邊壁間形成旋渦區。旋渦區的存在大大增加了紊流的紊動程度;旋渦區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力;旋渦區內部不斷消耗的能量，也是來自主流;旋渦中流體質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的存在是造成局部損失的主要原因。

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