流動分離

流動分離

流動分離理論 separation by flow 是凝膠色譜分離機理的一種理論模型。它把凝膠填料內的孔隙構想成由許多平行的毛細管組成。毛細管的排除效應使體積大的分子不能進入管內,而在管外,流動相流速大於管內。在能進入管內的溶質分子中,較大的溶質分子被流速場集中到管子中心而加快移動,較小的溶質分子因處於管內壁附近而降低了移動速度。其結果是溶質按分子體積大小分離。

基本介紹

  • 中文名:流動分離
  • 外文名:separation by flow
  • 定義:凝膠色譜分離機理的一種理論模型
  • 套用學科:力學術語
  • 範疇:理工科
  • 涉及:流動力學
概述,流動分離現象舉例,流動分離的影響,

概述

流動分離在發動機噴管設計中扮演著重要的角色,對於給定的環境壓強,“無流動分離”的條件限制了噴管的面積比,進而限制了噴管的真空特性。
在物體表面處減速了的摩擦層可能形成自由間斷面或漩渦。如果外流因流動方向上的壓強降落(稱為順壓力梯度)而加速,則在摩擦層中的流體質點也會在流動方向上加速,因而在整個邊界層中流動都沿物體表面保持其方向。另一方面,假如壓強降落是發生在流動相反方向上(稱為逆壓梯度),則外流被減速,摩擦層中運動較緩慢的流體質點將更進一步減速,如果這一減速足夠大,流動就會從壁面分離而出現回流區。
分離點是指壁面上垂直於壁面、速度梯度為零的點,該點壁面剪應力變為零。

流動分離現象舉例

圖1,最經典的一個流動分離例子是圓柱繞流
圖1圖1
圖2,流翼型流動產生的流動分離。
圖2圖2

流動分離的影響

分離區內壓力近似等於分離點處的壓力,因而對於飛機的機翼,如果只有上表面發生流動分離,則其上表面總壓力將會降低從而升力會增加,在來流方向上機翼的前後壓差增大從而壓差阻力增大。但隨著攻角增大,分離點會逐漸前移,升阻比逐漸增大,在達到最大的時候,分離點處的壓力恢復到較高的值,這時機翼上表面處於大範圍流動分離狀態;再增大攻角,機翼的升力實際上會立刻降低,阻力會進一步增大(主要還是壓差阻力),升阻比下降,這時會出現所謂“失速”現象。

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