哥氏加速度

流动会逐渐出现弹状流、纯层状流,静止状态时又恢复到波状分层流,如图4.3中e 、f 、g 、h 所示。

在过载量由0增加到2G 以及由2G 减少到0的两种变化过程中,载荷峰值前后管内流体并没有出现对称的流型变迁过程,且在两个过程中气泡的变化也是不相同的。根据管内各流体质点运动学和动力学原理,在运动坐标系中管内流体质点相对运动的动力学方程中包含质点牵连加速度及质点哥氏加速度。质点牵连加速度就是运动坐标系中对应点相对于绝对坐标系的加速度,一般形式为:

a =V 0(t )+ω(t )⨯r +ω⨯(ω⨯r )

式为: (4-1) 哥氏加速度等于质点相对速度和运动坐标系的旋转角速度的差乘,一般形

a k =2ω⨯V r

(4-2) 式中,V 0(t )为运动坐标系原点的移动加速度,ω为运动坐标系相对于绝对坐标系的角速度,ω为角加速度,V r 为运动质点的相对速度,其方向为

动点相对运动的速度方向。

当转台顺时针加速旋转时,管内流体质点的速度分析如图4.4所示。图中以流体质点为研究对象,定义角速度的方向向下为正,角加速度ω与角速度的方向相同,由于旋转产生的向心加速度a 与流动方向一致,都是指向圆心,而通过右手螺旋定则判断哥氏加速度a k 的方向与旋转方向相反,且定义该方向为正,在加速旋转过程中,质点受到与旋转方向相反的惯性力的作用。减速旋转过程中,哥氏加速度方向不变,但角加速度为负值,流体质点受到惯性力的方向发生改变。对于过载G x ,不论加速旋转还是减速旋转,其方向均背离圆心。因此,尽管载荷峰值前后过载量变化的大小相同,但由于角加速度方向和作用在物体上的惯性力的方向发生改变,造成两种变化过程中的流型变迁出现不同情况。

图4.1 管内流体质点速度分析图

流动会逐渐出现弹状流、纯层状流,静止状态时又恢复到波状分层流,如图4.3中e 、f 、g 、h 所示。

在过载量由0增加到2G 以及由2G 减少到0的两种变化过程中,载荷峰值前后管内流体并没有出现对称的流型变迁过程,且在两个过程中气泡的变化也是不相同的。根据管内各流体质点运动学和动力学原理,在运动坐标系中管内流体质点相对运动的动力学方程中包含质点牵连加速度及质点哥氏加速度。质点牵连加速度就是运动坐标系中对应点相对于绝对坐标系的加速度,一般形式为:

a =V 0(t )+ω(t )⨯r +ω⨯(ω⨯r )

式为: (4-1) 哥氏加速度等于质点相对速度和运动坐标系的旋转角速度的差乘,一般形

a k =2ω⨯V r

(4-2) 式中,V 0(t )为运动坐标系原点的移动加速度,ω为运动坐标系相对于绝对坐标系的角速度,ω为角加速度,V r 为运动质点的相对速度,其方向为

动点相对运动的速度方向。

当转台顺时针加速旋转时,管内流体质点的速度分析如图4.4所示。图中以流体质点为研究对象,定义角速度的方向向下为正,角加速度ω与角速度的方向相同,由于旋转产生的向心加速度a 与流动方向一致,都是指向圆心,而通过右手螺旋定则判断哥氏加速度a k 的方向与旋转方向相反,且定义该方向为正,在加速旋转过程中,质点受到与旋转方向相反的惯性力的作用。减速旋转过程中,哥氏加速度方向不变,但角加速度为负值,流体质点受到惯性力的方向发生改变。对于过载G x ,不论加速旋转还是减速旋转,其方向均背离圆心。因此,尽管载荷峰值前后过载量变化的大小相同,但由于角加速度方向和作用在物体上的惯性力的方向发生改变,造成两种变化过程中的流型变迁出现不同情况。

图4.1 管内流体质点速度分析图


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