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关于流体力学和高速逆流色谱

zhudie1    2012-12-05    高速逆流色谱仪    浏览 567 次

绕轴自转的螺旋管内充满液体,液体的流动趋势如何分析,若有密度差异较大的不相容两种液体会如何分布?若绕轴自转的同时,绕螺旋外一点公转,运动趋势如何变化?

精彩问答
久了会改变 发布日期:2012-12-06
假设理想、不可压流体沿圆柱(螺旋)管道作流量恒定的绝能流动。
绕轴自转=施加离心力场
流体的轴向各参数不变,因为是绕轴自转,仅增加垂直轴向的离心力场,依据为牛顿动量定律(牛顿第二定律)。

流体径向会有压力梯度,对液体,即不可压流,有欧拉方程∇p=ρR,可知该点的压力大小。其中R为离心力场在该点的单位质量产生的离心力,也就是与该点半径有关R=r*ω^2。
由于不知道螺旋管如何放置,所以重力场没有考虑。如果考虑的话,则R也包括重力场单位质量施加的力。
假设有两种不相溶液体,平衡时ρ大者靠外侧,ρ小者靠内侧(无重力场)。
分析:假设同一点有两个ρ不同的微元,则ρ大者在此处受离心力大,ρ小者此处受离心力小,假设二者平衡,则有其他流体微元提供支持力,这个支持力Z终来自于管壁。在此处加一摄动,则平衡被打破,受力大者向外运动,则导致ρ大者向外,Z后稳定平衡时,外侧均为ρ大者。
自转+公转=施加离心力场+另一离心力场
即∇p=ρR‘,R'=r*ω^2+(r')*(ω')^2,

以上注意,ω和ω’旋向相同取正,相反取负。
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