什么叫充分發(fā)展管流？它在流量測(cè)量中的意義。什么叫非充分發(fā)展管流？（王建忠）

答：在管道流動(dòng)中邊界層充分發(fā)展到管道中心形成固定的于管道中心三維對(duì)稱的流速分布剖面的流動(dòng)稱充分發(fā)展管流。按照紊流、層流的管道流充分發(fā)展流有不同速度剖面，層流速度剖面是拋物線形，紊流是指數(shù)形。如圖

 

 

式中，R是管子半徑，r是管半徑變量，k是常數(shù)（≈0.41），B是常數(shù)（≈5.0）,u*是摩擦速度，是管壁剪應(yīng)力和流體密度的函數(shù)。

       當(dāng)管流達(dá)到充分發(fā)展時(shí)，流速穩(wěn)定，對(duì)管徑對(duì)稱，因而流量穩(wěn)定；流量計(jì)采集信號(hào)穩(wěn)定，才可以達(dá)到計(jì)量流量的目的。

       非充分發(fā)展管流，是流速不能形成固定且“規(guī)范”的速度剖面的流動(dòng)（所謂規(guī)范是指在一定雷諾數(shù)時(shí)穩(wěn)定的于管道中心對(duì)稱的速度剖面）；特點(diǎn)是不穩(wěn)定。比如，在彎頭，閥門，擴(kuò)徑管，縮徑管，分岔管，各種變徑管中或者后面，凡是可以造成流場(chǎng)中速度方向、大小變化的，都是非充分發(fā)展流。下圖中細(xì)線表示充分發(fā)展流，粗線表示非充分發(fā)展流。

 

非充分發(fā)展流的管段內(nèi)是不可以安裝流量計(jì)的。為了解決此問題，各種流量計(jì)特別是速度式流量計(jì)要求在安裝流量計(jì)位置有一定長(zhǎng)度的直管段。流量計(jì)前有較長(zhǎng)的直管段，其后較短。目的是使流速基本達(dá)到充分發(fā)展。各流量計(jì)對(duì)流速分布不穩(wěn)定性要求不同，對(duì)直管短長(zhǎng)度要求也不同。直管段達(dá)不到要求者可以在管道中加設(shè)整流器使之改善。如下圖

                  

參考文獻(xiàn)

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2.Frank M White，Fluid Mechanics (fifth Edition)。清華大學(xué)出版社，2004

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