雷诺数

生物科学2023-02-03 08:15:31百科

雷诺数

判别粘性流体流动状态的无因次数(即无量纲参数)群,其表达式:

ReLuρ/μ

式中u为流体流动速度;L为流场的几何特征尺寸(如管道的直径);ρ为流体的密度;μ为流体的粘度。雷诺数是流体流动中惯性力与粘性力比值的量度:

公式 符号

式中t为时间;u/t是加速度;μu/L为剪切应力(见粘性流体流动)。

1883年,英国物理学家O.雷诺观察了圆管内的流动状态,首先提出:由层流向湍流的过渡取决于比值duρ/μd为管子内径)。这个比值即雷诺数 Re。流态转变时的Re值称为临界雷诺数。实验(见层流)表明:对于圆管内的流动,当Re〈2300时,流动总是层流;Re〉4000时,流动一般为湍流;其间为过渡区,流动可能是层流,也可能是湍流,取决于外界条件。对于平行流体流过光滑平板的情况,边界层由层流转变为湍流的临界雷诺数约在105~3×106之间。

依据雷诺数的大小可以判别流动特征,从而对运动方程作不同的近似处理,得出方程的解。此外,在涉及流体流动的热量传递和质量传递等过程中也广泛应用雷诺数。雷诺数对流体流动过程的实验研究有重要作用。若几何相似的模型实验与实际过程的雷诺数相等,则称两者为动力相似的流动。这对研究粘性流体流动的实验设计和数据处理有重大意义。

参考文章

  • 什么是雷诺数?雷诺数有何实用意义?测控技术
  • 什么叫雷诺数?它的大小能说明什么问题?电能技术
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