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涡管的意思、涡管的详细解释

关键字:

涡管的解释

(1) [vortex tube]∶通过某一小的闭合曲线的所有涡线组成的管状面

(2) [scroll]∶一种具有收敛嘴的螺旋形出水道的喷射式涡轮壳体

词语分解

专业解析

涡管是汉语中一个具有跨学科含义的名词,其核心概念指“呈螺旋状或旋涡形态的中空管状结构”。根据应用领域不同,其释义可细分为以下层面:

一、流体力学核心释义

在流体动力学中,涡管指由一束涡线(即流体微团的瞬时旋转轴连线)围成的管状区域。该区域内流体沿管壁作螺旋运动,其涡量(流体旋转强度的度量)方向与管壁平行。此定义是流体运动分析的基础概念,用于描述龙卷风、湍流等自然现象的结构机理 。

二、物理特性描述

  1. 涡通量守恒

    根据亥姆霍兹涡量定理,理想流体中涡管的强度(涡通量)沿管长保持恒定。这一特性可表示为:

    $$ oint_C mathbf{v} cdot dmathbf{l} = Gamma $$

    其中 $Gamma$ 为环量,表征涡管旋转强度 。

  2. 不可穿透性

    涡管在流体中具有刚性边界特性,外部流体无法穿越管壁,其形态随流体运动而变形但保持拓扑连续性。

三、工程应用延伸

在空气动力学领域,涡管特指通过压缩气体产生冷热效应的能量分离装置(如涡流管制冷器)。高压气体经切向喷嘴注入涡管后,因角动量守恒形成高速旋流,导致管中心与管壁区域产生显著温差(中心低温可达 -50°C,管壁高温超 100°C) 。

四、古汉语词源考据

“涡”字本义指水流旋转形成的凹穴(《说文解字》:“涡,水回也”),“管”则源自中空竹管意象。二者复合后,于明清科技文献中始见“涡管”术语,用于描述器具中的螺旋气流通道,如《天工开物》所述风箱导流结构 。

网络扩展解释

“涡管”是一个多领域术语,具体含义需结合语境理解,主要分为以下两类:

一、流体力学中的涡管

指由涡线组成的管状结构,常用于描述流体运动中的旋转特性。其核心特点包括:

  1. 形成方式:通过某一闭合曲线上的所有涡线围成管状面,内部充满旋转流体(如漩涡)。
  2. 数学定义:在涡量场中,任意封闭围线(非涡线)上的涡线集合形成的管状表面,称为涡管。

二、机械工程中的涡管

指涡轮机械中的特定结构,常见于喷射式涡轮装置:

  1. 功能设计:具有螺旋形出水道和收敛嘴的壳体,用于引导流体高效流动。
  2. 应用场景:多用于水力涡轮、航空发动机等需要控制流体方向的场景。

三、其他解释

在个别语境中,“涡管”可能被引申为成语,形容言辞狂放不羁(如的表述),但此用法较为罕见且未被广泛收录。


提示:如需深入技术细节(如涡量场公式或涡轮结构图),建议参考流体力学教材或机械工程手册。

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