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标题: 简述层流、紊流，液体的流动状态用什么来判别? [打印本页]

作者: 卫城 时间: 2013-6-26 15:08
标题: 简述层流、紊流，液体的流动状态用什么来判别?

作者: 张志强 时间: 2013-6-26 16:21
（1）层流；是指液体流动过程中，各质点的流线互不混杂，互不干扰的流动状态。（2）紊流；是指液体运动过程中，各质点的流线互相混杂，互相干扰的流动状态。（3）液体的流动状态是用雷诺数Re来判别的。实验表明，液体在圆管内流动时的临界雷诺数为Recr =2300。当Re≤2300时，流动为层流：当Re＞2300时，流动为紊流。

作者: 刘晓强 时间: 2013-8-30 16:34
当流体的流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，也称为稳流或片流，逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；当流速增加到很大时，流线已不再清晰可辨，流场中形成许多小旋涡，层流被破坏，相邻层间不但有滑动，还有混合。这时的流体做不规则流动，并且有垂直于流管轴线方向的分速度产生，这种运动称为湍流，又称为紊流、乱流。日常生活中，流速较慢，或黏性系数较大的流体的流动一般为层流，例如油，人体内静脉血液的流动，等等。而流速较大、黏性系数较小的流体流动通常是作湍流，如江河急流，空气流动、烟囱排烟等都是湍流。由于湍流的流动具有杂乱性、无规律性和不确定性，因此如何准确地描述湍流至今仍是物理学界的一大难题。我们通常用雷诺数来判定流体是在做层流还是湍流。雷诺数是一种可以用来表示流体流动情况的无量纲数，用Re表示。Re=ρvd/η其中，v, ρ, η分别表示流体的流速，密度与黏性系数，d为一种特征长度。例如流体流过圆形管道，则d表示管道直径，对于外流问题，v,d一般到远前方来流速度和物体主要尺寸（如机翼弦长或圆球直径），内流问题则取通道内平均流速和通道直径。雷诺数表示作用于流体微团的惯性力与粘滞力之比，如果两个几何相似流场的雷诺数相等，则对应微团的惯性力与粘性力之比相等。雷诺数较小时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，此时流体的流动为层流，且流动稳定。当雷诺数较大时，惯性力的影响大于黏滞力，流体的流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强、形成紊乱、不规则的紊乱流场，即湍流。由雷诺数的公式可知，当流体的流速较小，或黏性系数较大时，比如油液、润滑膜内的流动，其粘性影响遍及全流场，雷诺数较小，反之，当流体的流速很大时，比如一般飞行器的绕流，其雷诺数则要大得多，此时，粘性的影响仅在物面附近的边界层或尾迹中才是重要的。

作者: 陈西 时间: 2013-8-30 16:36
在很多涉及粘性影响的流体力学实验中，雷诺数是主要的相似准数。但很多模型实验的雷诺数远远小于实物的雷诺数，因此研究修正方法和发展高雷诺数实验设备是流体力学研究的重要课题。一般来说，Re <2300为层流状态，re> 4000为湍流状态，Re= 2300 -4000为过渡状态。在不同的流动状态下，流体的运动规律、流速分布等都是不同的。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，因此流体流动的特性由雷诺数决定。典型的雷诺数普通航空飞机： 5000000小型无人机： 400000海鸥： 100000滑翔蝴蝶： 7000圆形光滑管道： 2320橡胶管道： 1600－2100主动脉中的血流： 1000大脑中的血液流： 100精子： 0.0001

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