流体和速端曲線

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流体和速端曲線之间的区别

流体 vs. 速端曲線

流体（Fluid）就是在承受剪應力時將會發生連續變形的物體。气体和液体都是流体。流体沒有一定形狀，几乎可以任意改变形態，或者分裂。. 速端曲線圖是一種線圖，可以用來展示出物體或流體的向量運動。這圖所展現的曲線稱為速端曲線，顧名思意，與速度有關。假若我們將速度向量的尾部固定於坐標系統的原點，則速度向量首部的軌跡是速端曲線。在曲線上，任何一點的徑向距離 與移動的粒子的速率成正比。將這定義延伸，可以用來展示任意變數向量的運動行為。 速端曲線圖最先由威廉·盧雲·哈密頓給予實際用途。於 1846 年，他在皇家愛爾蘭學院院刊 (Proceedings of the Royal Irish Academy) 發表了一篇關於克卜勒問題的論文；其中，他用速端曲線來顯示速度向量首部的軌道，證明了這曲線是圓形。.

湍流

湍流（turbulence），也稱為紊流（大陆地区的旧称），是流体的一种流动状态。当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，或称为片流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，称为湍流，又称为--、扰流或紊流。 这种变化可以用雷诺数来量化。雷诺数较小时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于黏滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的湍流流场。 流态转变时的雷诺数值称为临界雷诺数。临界雷诺数与流场的参考尺寸有密切关系。一般管道流雷诺数Re＜2100为层流状态，Re＞4000为湍流状态，Re＝2100～4000为过渡状态。 在管路设计中，湍流比层流需要更高的泵输出功率。而在热交换器或者反应器设计中，湍流反而有利于热传递或者充分混合。 有效地描述湍流的性质，至今仍然是物理学中的一个重大难题。.

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