更新时间:2024-03-14
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测量管内流体流量时往往必须了解其流动状态、流速分布等。雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参数。
流体流动时的惯性力Fg 和粘性力(内摩擦力)Fm 之比称为雷诺数。用符号Re 表示。Re 是一个无因次量。式中的动力粘度η 用运动粘度υ 来代替,因η=ρυ,则
式中:
v: 流体的平均速度;
l: 流束的定型尺寸;
υ、η: 在工作状态;流体的运动粘度和动力粘度
ρ: 被测流体密度;
由上式可知,雷诺数Re 的大小取决于三个参数,即流体的速度、流束的定型尺寸以及工作状态下的粘度。用圆管传输流体,计算雷诺数时,定型尺寸一般取管道直径(D),则用方形管传输流体,管道定型尺寸取当量直径(Dd)。当量直径等于水力半径的四倍。对于任意截面形状的管道,其水力半径等于管道戳面积与周长之比。所以长和宽分别为A 和B 的矩形管道,其当量直径对于任意截面形状管道的当量直径,都可按截面积的四倍和截面周长之比计算,因此,雷诺数的计算公式为雷诺数小,意味着流体流动时各质点间的粘性力占主要地位,流体各
质点平行于管路内壁有规则地流动,呈层流流动状态。雷诺数大,意味着惯性力占主要地位,流体呈紊流流动状态,一般管道雷诺数Re<2000 为层流状态,Re>4000 为紊流状态,Re=2000~4000 为过渡状态。在不同的流动状态下,流体的运动规律。流速的分布等都是不同的,因而管道内流体的平均流速V 与最大流速Vmax 的比值也是不同的。因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流动特性。下图表示光滑管道的雷诺数ReD 与速度比V/Vmax 的关系。光滑管的管道雷诺数Rep 与速度比V/Vmax 的关系
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