一、雷诺数 雷诺数(Reynolds Number,简称Re)是流体力学中的一个无量纲数,指的是流体中惯性力和黏性力的比值。用于描述流体运动状态。 雷诺系数越大,说明惯性力与黏性力相比,惯性力占主导地位,流体就越清爽。 比如说用吸管喝老酸奶,如果快速喝,雷诺数就会变大,慢慢喝,雷诺数就会变小。 二、层流和湍流 无论是气体还是液体,他们的流动都有层流湍流之分。层流是一种流体流动的稳定状态,表现为流线平行、无紊乱、流动顺畅。湍流是一种流体流动的不稳定状态,表现为流动紊乱、涡旋、速度脉动等。 发明雷诺数的英国物理学家雷诺发现流体运动在快速流动和慢速流动的时候性质差别很大,他进行了试验: 将液体注入管道,改变流速,管道直径大小和黏度并进行观察。 在流速慢或者液体黏性大的时候,将墨水注入管道后,墨水沿直线方向流动。 当流速变快,管道直径增大或者黏性变小时,管道内流体急剧混合,墨水的流动变得剧烈。 雷诺发现了层流与湍流的分界线为雷诺数2320,也被称为临界雷诺数。通过他的实验可以看出,如果流体惯性力和黏性力的比值超过一定数值,流动状态就会发生改变。 所以,所谓湍流,就是雷诺数大的状态,也就是流体粒子的惯性完全超越了黏性力的作用,处于自由运动的状态。 从层流到湍流的过渡现象: 在实际流动过程中,流体的运动状态从层流到湍流的过渡是一个渐进的过程。这个过程主要受到雷诺数的影响。 |
|