原帖由 ueber 于 3.7.2008 18:35 发表
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我问这个问题的时候就已经考虑过空气被压缩的问题,但是以我局限的想象力来看,我得出的推断与你的恰恰相反:风扇前端的的压力应该大于后面的压力。也就是说在我所提的模型里面,管道右边的压强要大于管 ...
哈,好玩,打破砂锅问到底啊,我觉的你真的很有学流体力学的天赋,再给你解释一次,实际上你这次得出的结论是正确的,也就是说,如果两端都有管子的话,的确管子后面的压力是大于前面的压力的,这是对的,你说的这个东西就是汽车发动机上的涡轮增压器,实际上发动机的增压器结构就这么简单,两端一个管子,中间一个风扇,新鲜空气进入增压器之后,压力升高,温度升高,空气的内能增加,焓值增加,这时候能量还是守恒的,不过这次电能的能量是转换成了空气的内能和焓值,而不是动能.
而风扇的两端是没有管子的,因此,你用两端都有管子的模型来解释风扇问题, 这首先在数学建模方面就错了,要知道流体力学是很复杂的,它的影响因素很多,而管子和管道对流体流动的影响是非常大的, 风扇后面是个广阔的天地,空气是可以自由膨胀的,而加了管道之后,实际上就对空气的膨胀作了限制,所以,加不加管子是根据我们的目的来决定的,我们如果想获得动能,就用风扇,如果想获得高压气体,就用增压器.同样,你加的管子的形状和管径大小对流场的影响也是很大的.
而对于水这种不可压缩的流体,里面加个风扇之后,这玩意就叫水泵. 水泵的作用是什么? 第一种是提升液体,我们把水从井里面用水泵抽出来,电能转换成了势能. 所以说,这里的势差就不能像空气一样忽略不计了. 第二种主要是克服管道阻力, 水是一种有粘性的流体,它在管道中流动时要和管壁产生粘性摩擦, 摩擦就要消耗功, 所以,如果管道特别长, 比如从一个城市的南部一直铺到城市北部,即使两边的高度差为0 的话, 这个摩擦耗功也是相当可观的,所以,供应一台泵,专门把电能用来克服摩擦功上. 由于水是不可压缩流体,所以,它在水泵的前后速度是一样的(如果不考虑摩擦,不考虑位移,不考虑管径变化的话)
还有一种情况, 也比较好玩,我估计也能把你的头想的头疼, 比如说一条河,整个河的河道都是一样宽的, 但是河道中间是一个悬崖,而且悬崖的宽度和河道一样宽,问题来了: 因为在悬崖上面的水流下来时,会受到重力的作用,水的速度应该越来越快,等落到悬崖后面的河道时速度变得最快,那么,请问: 悬崖后面的河道里的水的流速是不是变大了呢?而实际上,对于不可压缩流体,河道不变,流速也是不变的,那么加速后的流速都跑到哪里去了?
同样,我在6楼的解释也是没有错的,首先第一个方程式是通用的,关键是我对第一个方程式的简化是根据风扇的实际模型来考虑的,我忽略了焓降和势差,而对于增压器,你不能忽略焓降,对于水泵,你不能忽略势差. 我的意思是说, 公式是死的,但公式是不能生搬硬套的,你不能把风扇的公式和结论应用到水泵中去.
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