更新時(shí)間:2024-03-14
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測量管內流體流量時(shí)往往必須了解其流動(dòng)狀態(tài)、流速分布等。雷諾數就是表征流體流動(dòng)特性的一個(gè)重要參數。
流體流動(dòng)時(shí)的慣性力Fg 和粘性力(內摩擦力)Fm 之比稱(chēng)為雷諾數。用符號Re 表示。Re 是一個(gè)無(wú)因次量。式中的動(dòng)力粘度η 用運動(dòng)粘度υ 來(lái)代替,因η=ρυ,則
式中:
v: 流體的平均速度;
l: 流束的定型尺寸;
υ、η: 在工作狀態(tài);流體的運動(dòng)粘度和動(dòng)力粘度
ρ: 被測流體密度;
由上式可知,雷諾數Re 的大小取決于三個(gè)參數,即流體的速度、流束的定型尺寸以及工作狀態(tài)下的粘度。用圓管傳輸流體,計算雷諾數時(shí),定型尺寸一般取管道直徑(D),則用方形管傳輸流體,管道定型尺寸取當量直徑(Dd)。當量直徑等于水力半徑的四倍。對于任意截面形狀的管道,其水力半徑等于管道戳面積與周長(cháng)之比。所以長(cháng)和寬分別為A 和B 的矩形管道,其當量直徑對于任意截面形狀管道的當量直徑,都可按截面積的四倍和截面周長(cháng)之比計算,因此,雷諾數的計算公式為雷諾數小,意味著(zhù)流體流動(dòng)時(shí)各質(zhì)點(diǎn)間的粘性力占主要地位,流體各
質(zhì)點(diǎn)平行于管路內壁有規則地流動(dòng),呈層流流動(dòng)狀態(tài)。雷諾數大,意味著(zhù)慣性力占主要地位,流體呈紊流流動(dòng)狀態(tài),一般管道雷諾數Re<2000 為層流狀態(tài),Re>4000 為紊流狀態(tài),Re=2000~4000 為過(guò)渡狀態(tài)。在不同的流動(dòng)狀態(tài)下,流體的運動(dòng)規律。流速的分布等都是不同的,因而管道內流體的平均流速V 與最大流速Vmax 的比值也是不同的。因此雷諾數的大小決定了粘性流體的流動(dòng)特性。下圖表示光滑管道的雷諾數ReD 與速度比V/Vmax 的關(guān)系。光滑管的管道雷諾數Rep 與速度比V/Vmax 的關(guān)系
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