儀表常數(shù)和雷諾數(shù)的介紹

發(fā)布：2018-12-18 | 點(diǎn)擊：人次

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測量管內(nèi)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(shù)就是表征流體流動(dòng)特性的一個(gè)重要參數(shù)。

流體流動(dòng)時(shí)的慣性力Fg和粘性力（內(nèi)摩擦力）Fm之比稱為雷諾數(shù)。用符號(hào)Re表示。Re是一個(gè)無因次量。

流體力學(xué)中表征粘性影響的相似準(zhǔn)數(shù)。為紀(jì)念O.雷諾而命名，記作Re。Re=ρvL/μ，ρ、μ為流體密度和動(dòng)力粘度，v、L為流場的特征速度和特征長度。對外流問題，v、L一般取遠(yuǎn)前方來流速度和物體主要尺寸（如機(jī)翼展長或圓球直徑）;內(nèi)流問題則取通道內(nèi)平均流速和通道直徑。雷諾數(shù)表示作用于流體微團(tuán)的慣性力與粘性力[1]之比。兩個(gè)幾何相似流場的雷諾數(shù)相等，則對應(yīng)微團(tuán)的慣性力與粘性力之比相等。雷諾數(shù)越小意味著粘性力影響越顯著，越大則慣性力影響越顯著。雷諾數(shù)很小的流動(dòng)（如潤滑膜內(nèi)的流動(dòng)），其粘性影響遍及全流場。雷諾數(shù)很大的流動(dòng)（如一般飛行器繞流），其粘性影響僅在物面附近的邊界層或尾跡中才是重要的。在涉及粘性影響的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，雷諾數(shù)是主要的相似準(zhǔn)數(shù)。但很多模型實(shí)驗(yàn)的雷諾數(shù)遠(yuǎn)小于實(shí)物的雷諾數(shù)，因此研究修正方法和發(fā)展高雷諾數(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備是流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的重要課題。雷諾數(shù)小，意味著流體流動(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(nèi)壁有規(guī)則地流動(dòng)，呈層流流動(dòng)狀態(tài)。雷諾數(shù)大，意味著慣性力占主要地位，流體呈紊流流動(dòng)狀態(tài)，一般管道雷諾數(shù)Re<2000為層流狀態(tài)，Re>4000為紊流狀態(tài)，Re=2000～4000為過渡狀態(tài)。在不同的流動(dòng)狀態(tài)下，流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.流速的分布等都是不同的，因而管道內(nèi)流體的平均流速υ與zui大流速υmax的比值也是不同的。因此雷諾數(shù)的大小決定了粘性流體的流動(dòng)特性。

外部條件幾何相似時(shí)（幾何相似的管子，流體流過幾何相似的物體等），若它們的雷諾數(shù)相等，則流體流動(dòng)狀態(tài)也是幾何相似的（流體動(dòng)力學(xué)相似）。這一相似規(guī)律正是流量測量節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)。

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