潔淨室氣流的狀態

一、幾種基本流動狀態
1、穩定流與不穩定流
流體質（zhì）點的各種（zhǒng）運動要素僅因質點所在位置而異，不因時間（jiān）t而變化（huà），這種運動叫穩定流。如果各種運動（dòng）要素都是位置（x,y,z）與時（shí）間（t）的（de）函數，這種流動叫不（bú）穩定流。
2、漸變流與突變流
當流（liú）體運動有如（rú）下情況時，叫（jiào）做漸變流。如圖所示，其特點是：

（1）流線之間的夾角β很小，即流線之間基本是等距（jù）的。
（2）流線的曲率半徑R最大，即流線接近直線（結合上一點，故流線接（jiē）近平行），因而（ér）慣性力可忽略。不符合以上兩（liǎng）種情況的流動就是突變流。
3、均勻流（liú）與非均勻流（liú）
在漸變流中，凡是滿足以下兩個條件的，叫均勻（yún）流：
（1）沿流長（zhǎng）度上各斷麵的形狀和大小相（xiàng）同。
（2）同一條流線上的任意兩點上的（de）流（liú）速相同。由此可見，均勻（yún）流是漸變流的極限情況。
隻要不具有以（yǐ）上兩個條件中的任何（hé）一個，就是非均勻流。如下（xià）圖（a）所示的是不具備上述兩個條件的；（b）所示進口（kǒu）段不具備第二個條件；（c）所示的才同時具備兩個條件。

4、層流與紊流
流層與流層間沒有（yǒu）流體（tǐ）質點交換的（de）流動，叫層流（liú），反之即為（wéi）紊流。
對於（yú）管流（liú）來說，當Re由大降低到（dào）2400以（yǐ）下時，即轉變為層流，當Re由小升高時，一般到13800即轉變為紊流。但也常常不固定，可以升高到10⁵仍保持層流，這主要取決於來流穩定性。
由於在紊流狀態時（shí）流（liú）體（tǐ）是以無規則的相互摻混方式進行的（de），隨時間t而變化，所以紊流在實質（zhì）上不是穩定流。但如果取一（yī）稍長的時（shí）段T，取其平均速度（dù）（也稱（chēng）時均速（sù）），即（jí）

如果來流條件不變（biàn），雖然是紊流（liú），也可（kě）以有不變的時均速，仍稱為穩定流。也就是說，對於這種紊（wěn）流雖然不能（néng）畫出它的瞬時流（liú）線，但可以畫出時均流線。反（fǎn）之（zhī），如果沒有不變的時均速（sù），當然是（shì）不穩定流了。在所研究的範（fàn）圍內，遇到的是前一種（zhǒng）情（qíng）況。在潔淨室中（zhōng），若從流動的雷（léi）諾數Re來考慮，則都屬於紊（wěn）流流動。
二（èr）、紊（wěn）流過（guò）程的物理狀態
1、紊流形成的過程
（1）渦體的形成。
（a）黏滯（zhì）性。在流體的相對運動中，由於黏滯性而在流層之間產生（shēng）切（qiē）應力。對於某一（yī）L層來說，在它某一邊流速較大的流層加於它的切應力（lì）是順流向的，另一邊流速較小的（de）流層加於它的切（qiē）應力是逆流向的（de）。因此（cǐ）對於這（zhè）一L層來說（shuō），有構（gòu）成力矩、促成渦體（tǐ）產生的傾向。
（b）波動性。如果因（yīn）某種願因使流層發生了（le）垂直（zhí）於流體運動方（fāng）向的波動，則在凸起（qǐ）一邊，由於擠壓（yā）而使通過斷麵減小（xiǎo），流速（sù）增大；反之，凹入（rù）一邊斷麵增大，流速減小。這（zhè）種兩邊流速的差異同樣進一步促成渦體的產生。
（2）渦體形成後脫離原流層，衝入鄰近流層。
一旦形（xíng）成渦體，由於流（liú）速較大流層與渦體旋轉方向一致，流速較小流層（céng）與渦體旋轉方向相反，將使流速（sù）較大流層的流速（sù）更大，流速較小流層的流速更小。流速（sù）增（zēng）大（dà）的地方壓力減小，流速減小的地（dì）方壓力增大，形成垂直於流向的壓差；當該壓差足以克服阻力後，就推動渦（wō）體脫（tuō）離（lí）原（yuán）流層，衝入鄰近流層（céng）。隻要具備了在某些（xiē）流層（céng）中形成渦體（tǐ）並衝入鄰層的這兩個條件，由於流動的連續性，勢必要進行渦體的交換和流體（tǐ）間的相（xiàng）互補充。由此而產生的紊亂將影響到更遠的流層。如果最初（chū）形成（chéng）的渦體較強較多（duō），則可（kě）以使整個流動狀態*改（gǎi）觀。
2、紊流的特點（diǎn）
根據上述（shù）對於紊流形成過程的物理狀態的分析，可以歸納出紊流有以下幾個特點：
（1）大的雷（léi）諾數（shù）。
（2）不規則性。
（3）擴散性。
（4）三度的渦動。
（5）由於黏性而使能量較快的消耗。
除上述特點外，紊流流動還取決於來流條件。如果來流（liú）不平靜，能產生微小的波動，也可促成渦（wō）體產（chǎn）生。這也說（shuō）明為什麽雷諾數沒有固定的上臨界值。