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卡门涡街

[拼音]:Kamen wojie

[外文]:Kar n street

流体绕过非流线形物体时,物体尾流左右两侧产生的成对的、交替排列的、旋转方向相反的反对称涡旋(见图)。卡门涡街是粘性不可压缩流体动力学所研究的一种现象。流体绕流高 囱、高层建筑、电线、油管道和换热器的管束时都会产生卡门涡街。1911年,德国科学家T.von卡门从空气动力学的观点找到了这种涡旋稳定性的理论根据。对圆柱绕流,涡街的每个单涡的频率f与绕流速度v成正比,与圆柱体直径d成反比,即。Sr是斯特劳哈尔数,它主要与雷诺数有关。当雷诺数为300~3×105时,Sr近似于常数值(0.21);当雷诺数为 3×105~3×106时,有规则的涡街便不再存在;当雷诺数大于3×106时,卡门涡街又会自动出现,这时Sr约为0.27。出现涡街时,流体对物体会产生一个周期性的交变横向作用力。如果力的频率与物体的固有频率相接近,就会引起共振,甚至使物体损坏。这种涡街曾使潜水艇的潜望镜失去观察能力,海峡大桥受到毁坏,锅炉的空气预热器管箱发生振动和破裂。但是利用卡门涡街的这种周期的、交替变化的性质,可制成卡门涡街流量计,通过测量涡流的脱落频率来确定流体的速度或流量。

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