速度邊界層厚度

速度邊界層是指當(dāng)具有粘性且能潤(rùn)濕壁面的流體，經(jīng)過壁面時(shí)由于粘滯力的作用，壁面附近的流體流速下降，直接貼附于壁面的流體靜止不動(dòng)的一個(gè)薄層。
速度邊界層厚度指從邊界層壁面開始，到沿著壁面切向的流動(dòng)速度達(dá)到自由來流速度的99%的位置的垂直于壁面的高度，邊界層的動(dòng)量厚度和邊界層的位移厚度，則是對(duì)邊界層從另外兩個(gè)角度進(jìn)行描述，主要說明了由于粘性的作用，邊界層動(dòng)量的損失情況和質(zhì)量的損失情況。

速度邊界層厚度基本信息

中文名 速度邊界層厚度 外文名 Velocity boundary layer thickness
領(lǐng)????域 黏性流體流動(dòng) 單????位 毫米（mm）

速度邊界層厚度管流速度邊界層解析

自1904年普朗特提出邊界層理論以來，特別是馮·卡門于1921年用動(dòng)量積分方法推出的平壁面速度邊界層問題的積分關(guān)系式，使現(xiàn)代流體力學(xué)顯得日益重要，其工程應(yīng)用也越來越廣泛。在傳熱、傳質(zhì)、石油、化工等眾多工程領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在石油工程方面，利用熱邊界層減阻是高粘液體管道輸送的一個(gè)重要課題。

對(duì)于恒定管流，熱邊界層同速度邊界層有著顯著的差異。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，速度邊界層發(fā)展起始段很短，而熱邊界層發(fā)展段（入口段）的長(zhǎng)度要大得多。因此，在考慮熱邊界層時(shí)，可近似認(rèn)為速度邊界層已充分發(fā)展達(dá)到穩(wěn)定，這樣在研究數(shù)學(xué)模型時(shí)，就只需要考慮能量方程即可，從而為管道熱邊界層理論的研究帶來了方便 。

速度邊界層厚度平板層流速度邊界層動(dòng)態(tài)問題分析

有學(xué)者 從邊界層動(dòng)態(tài)微分方程出發(fā)，按照速度邊界層有關(guān)理論，推導(dǎo)出了邊界層動(dòng)態(tài)積分方程。在對(duì)邊界層速度合理假設(shè)的基礎(chǔ)上，求解了動(dòng)態(tài)積分方程，給出了依時(shí)間和空間變化的邊界層厚度響應(yīng)函數(shù)。之后通過對(duì)在一定雷諾數(shù)時(shí)，平板速度邊界層的成長(zhǎng)分析后有以下結(jié)論：

（1）平板上各處邊界層趨于穩(wěn)態(tài)的時(shí)間不一樣，前端穩(wěn)定的時(shí)間小于后端的穩(wěn)定時(shí)間。

（2）處于非穩(wěn)定狀態(tài)各點(diǎn)邊界層厚度是一樣的，即非穩(wěn)定邊界層厚度與主流速度無關(guān)。

（3）速度一方面影響穩(wěn)定邊界層厚度，另一方面也影響各點(diǎn)的穩(wěn)定時(shí)間。

（4）板上各處邊界層成長(zhǎng)方式一致，不一樣只是成長(zhǎng)時(shí)間。2100433B

速度邊界層厚度造價(jià)信息

市場(chǎng)價(jià) 信息價(jià) 詢價(jià)
材料名稱 規(guī)格/型號(hào) 市場(chǎng)價(jià)
（除稅）		 工程建議價(jià)
（除稅）		 行情 品牌 單位 稅率 供應(yīng)商 報(bào)價(jià)日期
厚度鋁帶 牌號(hào):1060;厚度δ(mm):0.1-4.0 查看價(jià)格 查看價(jià)格

t 13% 濟(jì)南朝陽(yáng)鋁業(yè)有限公司
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瓶壁厚度測(cè)試儀 品種:瓶壁厚度測(cè)試儀;系列:瓶壁厚度測(cè)試儀;型號(hào)1:LG-B1;說明:測(cè)量范圍:0-12.7mm,分辨率:0.001mm,試樣直徑:5-21 查看價(jià)格 查看價(jià)格

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 臺(tái) 13% 長(zhǎng)春市永新試驗(yàn)儀器有限公司.
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 臺(tái) 13% 長(zhǎng)春市永新試驗(yàn)儀器有限公司.
細(xì)木工板厚度1. 長(zhǎng)2440×寬1220×厚165,雙面,防潮,雙面,砂光,雙面 查看價(jià)格 查看價(jià)格

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板材厚度測(cè)定儀 BH-30型 GB/T9775標(biāo)準(zhǔn) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái) 13% 無錫建儀儀器機(jī)械有限公司成都辦事處
鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)定儀 品種:鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)定儀; 查看價(jià)格 查看價(jià)格

京潤(rùn)浩

 套 13% 寧夏華建建科商貿(mào)有限公司
材料名稱 規(guī)格/型號(hào) 除稅
信息價(jià)		 含稅
信息價(jià)		 行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時(shí)間
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臺(tái)班 汕頭市2009年1季度信息價(jià)
半自動(dòng)切割機(jī) 厚度100 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2006年2月信息價(jià)
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半自動(dòng)切割機(jī) 厚度100 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年2季度信息價(jià)
材料名稱 規(guī)格/需求量 報(bào)價(jià)數(shù) 最新報(bào)價(jià)
（元）		 供應(yīng)商 報(bào)價(jià)地區(qū) 最新報(bào)價(jià)時(shí)間
混凝土保護(hù)層厚度 混凝土保護(hù)層厚度|1883構(gòu)件 3 查看價(jià)格 廣州市穩(wěn)建工程檢測(cè)有限公司 廣東   2022-04-01
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粘性流體力學(xué)中，速度邊界層是邊界層理論的一個(gè)分支，速度邊界層是非常重要的概念，邊界層理論還包含了溫度邊界層和濃度邊界層。速度邊界層非常薄，相對(duì)于物體特征尺寸非常小，卻又是解決很多問題的關(guān)鍵。

由物面向外，流體速度迅速增大至當(dāng)?shù)刈杂闪魉俣?，因而邊界層?nèi)速度的法向垂直表面的方向梯度很大，即使流體粘度不大，如空氣、水等，粘性力相對(duì)于慣性力仍然很大，起著顯著作用，因而屬粘性流動(dòng)。而在邊界層外，速度梯度很小，粘性力可以忽略，流動(dòng)可視為無粘或理想流動(dòng)。在高雷諾數(shù)下，邊界層很薄，其厚度遠(yuǎn)小于沿流動(dòng)方向的長(zhǎng)度，根據(jù)尺度和速度變化率的量級(jí)比較，可將納維-斯托克斯方程簡(jiǎn)化為邊界層方程。求解高雷諾數(shù)繞流問題時(shí)，可把流動(dòng)分為邊界層內(nèi)的粘性流動(dòng)和邊界層外的理想流動(dòng)兩部分，分別迭代求解。邊界層有層流、湍流、混合流 ，低速（不可壓縮）、高速（可壓縮）以及二維、三維之分。

速度邊界層厚度常見問題

速度邊界層厚度文獻(xiàn)

平板邊界層速度分布測(cè)量 平板邊界層速度分布測(cè)量

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1 平板邊界層速度分布測(cè)量實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?通過零迎角平板流動(dòng)的流速測(cè)量，獲取流速沿物面法向分布。 學(xué)習(xí)總壓管測(cè)速。 實(shí)驗(yàn)裝置和儀器： （1）風(fēng)洞：回流開口小型風(fēng)洞，試驗(yàn)段見 右圖，矩形有機(jī)玻璃管道中夾放一 金屬板，來流沿管道被該板分開， 從出口流出。出口截面的靜壓為大氣 壓。 （2）偏平總壓探針頭：偏平總壓探針頭頂可 在出口截面內(nèi)水平移動(dòng)，移動(dòng)量由微分尺控制。 （3）酒精斜管壓力計(jì)：斜角θ=30o，系數(shù) K=1.0, 一頭通大氣，另一頭接總壓探頭。 實(shí)驗(yàn)原理： 測(cè)量原理，就是伯努利定理：不計(jì)重力，氣流的動(dòng)壓和靜壓之和為總壓。 設(shè)總壓為 P0，則 )(])()([ 2 1 )( 220 yPyvyuyP （1） y為探頭中心距平板的距離， u、v 分別為平行于平板的流速和平板法向的流速， p為當(dāng)?shù)仂o壓， ρ為氣流的密度。 因?yàn)?aPyP )( ， uv 由（1）可得 ])([2)(

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邊界層自保持對(duì)建筑風(fēng)壓的影響研究 邊界層自保持對(duì)建筑風(fēng)壓的影響研究

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采用了一種大氣邊界層自保持的方法,并基于SST k-ω湍流模型,從壓力等值線、平均風(fēng)速和湍動(dòng)能等方面,對(duì)建筑物表面風(fēng)壓進(jìn)行了研究,指出大氣邊界層自保持方法可以應(yīng)用于建筑物風(fēng)壓計(jì)算中。

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式中：δ表示速度邊界層的厚度；

表示溫度邊界層的厚度；

Pr表示普朗特準(zhǔn)則，

，為無量綱數(shù)群，是反映流體物性對(duì)換熱影響的一個(gè)準(zhǔn)則。

上式確定了常物性流體外掠常壁溫平板層流換熱時(shí)熱邊界層的厚度。

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邊界層分離控制邊界層分離發(fā)生的機(jī)理

邊界層分離概述

邊界層是一個(gè)薄層，它緊靠物面，沿壁面法線方向存在著很大的速度梯度和旋度的流動(dòng)區(qū)域。粘性應(yīng)力對(duì)邊界層的流體來說是阻力，所以隨著流體沿物面向后流動(dòng)，邊界層內(nèi)流體流速會(huì)減小，壓力增加。由于流體流動(dòng)的連續(xù)性，邊界層會(huì)變厚，以在同一時(shí)間內(nèi)流過更多的低速流體。因此邊界層內(nèi)存在著逆壓梯度，流動(dòng)在逆壓梯度作用下，會(huì)進(jìn)一步減速，最后整個(gè)邊界層內(nèi)的流體的動(dòng)能都不足以長(zhǎng)久的維持流動(dòng)一直向下游進(jìn)行，以致在物體表面某處其速度會(huì)與勢(shì)流的速度方向相反，即產(chǎn)生逆流。該逆流會(huì)把邊界層向勢(shì)流中排擠，造成邊界層突然變厚或分離。邊界層分離之后，它將從緊靠物面的地方抬起進(jìn)入主流，與主流發(fā)生參混，結(jié)果是整個(gè)參混區(qū)域的壓力趨于一致。

模型分析

現(xiàn)以黏性流體繞過一無限長(zhǎng)圓柱體的流動(dòng)為例，從邊界層的形成和變化過程來說明曲面邊界層的分離現(xiàn)象。如圖所示:

當(dāng)流體到達(dá)A點(diǎn)(駐點(diǎn))時(shí)，流速為零，流體的壓力p最大。由于流體是不可壓縮的，后繼流體質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)處，流體高壓力作用下，只好將部分壓力作用轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，沿圓柱體繼續(xù)向下游流動(dòng)。又由于流體黏性作用，沿柱體表面的法線上將建立起速度邊界層，且沿流動(dòng)方向逐漸加厚。

在AB段，外流區(qū)域中的勢(shì)流流動(dòng)都處于加速減壓的狀態(tài)。由于邊界層內(nèi)各截面上壓強(qiáng)近似等于同一截面上邊界層外邊界上的流體壓強(qiáng)，可知邊界層內(nèi)部流體也處于加速減壓狀態(tài)。所減少的壓力能，部分用于克服由于黏性流動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦阻力，另外一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，形成加速流。在AB段，壓力梯度dp/dx<0，稱為順壓區(qū)。

當(dāng)流體到達(dá)圓柱體最高點(diǎn)B時(shí)，速度達(dá)到最大，壓力最小。 B點(diǎn)之后，外部勢(shì)流及邊界層內(nèi)的流動(dòng)均處于減速加壓的狀態(tài)下，壓力遞增，流速遞減，dp/dx>0，稱為逆壓區(qū)。由于壓力與黏性阻力的共同作用，流體動(dòng)能越來越小。當(dāng)?shù)竭_(dá)C點(diǎn)時(shí)，近壁處流體質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能已被消耗殆盡，流體質(zhì)點(diǎn)不能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，于是一部分流體質(zhì)點(diǎn)在C點(diǎn)停滯下來。在C點(diǎn)，流體速度為0，但壓力較上游更大。

由于流體是不可壓縮，后繼流體質(zhì)點(diǎn)因C點(diǎn)處高壓而不可接近，被迫脫離壁面和原來的流向向下游流去。這種邊界層脫離壁面的現(xiàn)象稱為邊界層分離，C點(diǎn)稱為分離點(diǎn)。

過C點(diǎn)以后，壓力繼續(xù)增加，在壓力差的作用下，除壁上流體質(zhì)點(diǎn)速度仍處于零外，近壁處的流體質(zhì)點(diǎn)開始倒退。而后的流體質(zhì)點(diǎn)在近壁處同樣被迫停滯和倒退，以致越來越多被阻滯的流體短時(shí)間內(nèi)在圓柱體表面和主流之間堆積起來，使邊界層劇烈增厚，邊界層內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)的倒流迅速擴(kuò)展，而邊界層外的主流繼續(xù)向前流動(dòng)。這樣在C點(diǎn)下游，以CC'線為界，在CC'以內(nèi)是倒流，以外是向前的主流，兩者方向相反。

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利用溫度邊界層的概念?？墒箤?duì)流換熱溫度場(chǎng)和對(duì)流換熱系數(shù)的分析求解大為簡(jiǎn)化。

流動(dòng)邊界層和熱邊界層的狀況決定了邊界層內(nèi)的溫度分布和熱量傳遞過程。

對(duì)于層流，溫度呈多項(xiàng)式曲線弄分布，對(duì)于紊流則呈冪函數(shù)型分布（除液態(tài)金屬外），紊流區(qū)邊界層貼壁處的層流底層內(nèi)溫度梯度將明顯大于層流區(qū)。

在概述圖中，標(biāo)繪了局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)hx沿平板的變化情況，從平板前緣開始，隨著層流邊界層增厚，hx將較快的降低。當(dāng)層流向紊流轉(zhuǎn)變后，因紊流傳遞作用增大，hx將明顯高于層流轉(zhuǎn)變前，隨后，由于紊流邊界層厚度增加，hx再呈緩慢下降之勢(shì)。將局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)沿全板長(zhǎng)積分，可得全板平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h。 2100433B

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