层流和紊流
层流和紊流的概念
层流和紊流的概念
答案：
层流和紊流的基本概念
层流是指流体在流动过程中，各质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动，流速在管中心处最大，近壁处最小。
而紊流（又称湍流）则是流体在流动过程中，流体质点作不规则运动，互相混掺，轨迹曲折混乱。
层流的特点
层流的特点是流体微粒沿着平滑的层流动，每层流体都平滑地流过相邻的层，几乎没有或几乎没有混合。
这种流动状态通常发生在流速较低或流体粘度较高的情况下。
紊流的特点
紊流的特点是无序性、耗能性和扩散性。
流体质点相互混掺，运动无序，运动要素具有随机性。
除了粘性耗能外，还有由于紊动产生附加切应力引起的耗能。
此外，紊流的扩散性能强，除了分子扩散外，还有质点紊动引起的传质、传热和传递动量等扩散性能。
判断依据
判断层流和紊流的依据主要是雷诺数。
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，呈层流状态。
雷诺数大意味着惯性力占主要地位，流体呈紊流状态。
一般管道雷诺数Re<2100为层流状态，Re>4000为紊流状态，Re=2100~4000为过渡状态。
第六章 层流、紊流及其水头损失
为层流
明渠水流的雷诺数
200 100 Re (70 ) / 0.0114 307000 500 为紊流 200 2 100 vR
§6.2 圆管中的层流
6.2.1 水头损失分类
水头损失：单位重量的液体自一断面流至另一断面所损失的
0
。
d
r
0
r
对于明渠也按直线分布，水面τ=0，底部 0，即
y (1 ) 0 h
v
O
y
h
0
由式（6.18），还可以引入一个重要概念，由γ =ρg，整理开
方，得
A hf 0 RJ l
(6.18)
0 此处 的量纲[L/T]，与流速相同，而又与边界阻力（以
质点形成涡体，在流动过程中，
相互混掺。
（a）层流 （b）临界状态 （c）紊流
上临界流速vc’（层流→紊流） 下临界流速vc （紊流→层流）
vc vc '
下临界流速一般是固定的，但上临界流速一般不固定，视水 流受外界干扰情况而变化。
通过雷诺实验，还可以发 现不同流态下能量损失的 规律：
lg h f lg k m lg v
p1 A p2 A Al cos 0 l 0 l cos z1 z2 ，代入上式，将各项除以 A ，整理得
0 l ( z1 ) ( z2 ) A
p1 p2
列1-1、2-2断面伯努利方程
( z1
所以
p1
) ( z2
p2
体重力和管壁切力。 （1）动水压力 （2）水体重力 （3）管壁切力 式中，τ
第五章层流、紊流及其能量损失
或
8g C2
1 16 n为粗糙系数，简 曼宁公式 C R 称糙率。水力半径 n 1 1 y 单位均采用米。 巴甫洛夫斯基公式 C R n 这两个公式均依据阻力平方区紊流的实测资料求得，故只 能适用于阻力平方区的紊流。
例题
返回
总水头线和测压管水头线的绘制
第五章
层流、紊流及其能量损失
100103 Q 0.030864 m3 / s 3600 900 Qm
v
Q 4 0.030864 0.982438 m / s 2 A 0.2
0.982438 0.2 1799 .3369 2000 故属于层流； 4 1.092 10 0.2 夏季：Re vd 0.982438 5865 .3011 2000 故属于紊流。 4 0.335 10
λ＝f (Re)
λ＝f (Re) 伯拉休斯公式
f (Re,
f(
计算公式
64 Re
0.0025Re
1/ 3
柯列布鲁斯公式
1
尼古拉兹公式
0.3164 Re1/ 4
2lg[
1 2.51 ] [2 lg(d / 2ks ) 1.74]2 Re 3.7d
圆管中
0
8
R
V 2
d 4
gJ 2 2 u (ro r ) 4
gJ 4 gJ 4 ro d 8 128 gJ 4 d Q gJ 2 V 128 2 d d A 32
4
第五章 层流、紊流及其能量损失
64 l V 2 64 l V 2 l V2 hf Vd d 2 g Re d 2 g d 2g
层流运动与紊流运动
空气动力学中的层流与紊流
在空气动力学中，层流与紊流运动对飞行器的性能和 稳定性具有重要影响。
在空气动力学中，层流是指气流在飞行器表面平滑流 动的状态，而紊流则是指气流在飞行器表面发生紊乱 、分离的状态。层流通常具有较低的阻力系数和较高 的升力系数，因此对于飞行器的性能和稳定性具有积 极的影响。然而，当气流发生分离时，就会产生紊流 ，导致飞行器的阻力增加、稳定性下降。因此，现代 飞行器设计通常会采取措施来控制和减少飞行器表面 的气流分离，以保持层流状态。
04
层流与紊流的比较
运动特性比较
层流运动
流体在流动过程中，各层流体之间平 行且互不掺混，呈现出较为规则的直 线流动路径。
紊流运动
流体在流动过程中，各层流体之间互 相掺混，呈现出不规则的流动路径， 流速和方向随时间变化。
能耗比较
层流运动
由于层流运动的流速相对较小，流体之间的摩擦力也较小，因此层流运动所需的 能耗较低。
环境工程中的层流与紊流
在环境工程中，层流与紊流运动对水体的生态平衡和 水处理效果具有重要影响。
在环境工程中，层流运动通常有利于水体的生态平衡 和水质保持，因为层流下的水流具有较好的溶解氧含量 和较低的污染物浓度。例如，在自然河流中，层流状态 有助于水生生物的生存和水质的保持。而紊流运动则会 导致水体的溶解氧含量降低、污染物浓度增加，不利于 水体的生态平衡和水质保持。因此，在环境工程中需要 采取措施来控制和减少水体的紊流运动。
层流的特点
01
02
03
流线平行
层流运动中，流线基本保 持平行，没有明显的弯曲 和交叉。
速度分布均匀
在层流中，流体的速度分 布比较均匀，流速随位置 的变化较小。
流动稳定
雷诺数层流和紊流的判据
雷诺数层流和紊流的判据
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目录
1.雷诺数的定义和意义
2.层流和紊流的概念及其区别
3.雷诺数在判断层流和紊流中的作用
4.Gr 数的概念和作用
5.结论
正文
雷诺数是判断层流和紊流（湍流）的判据。
雷诺数（Re）是一个无量纲数，它是流体力学中用来描述流体流动特性的重要参数。
雷诺数是通过比较惯性力和粘性力之间的相对大小来判断流体流动是层流还是紊流的。
层流和紊流是两种不同的流动状态。
层流是指流体在管道或容器内按照层次流动，各层次之间互不干扰，流动稳定。
紊流（湍流）是指流体在管道或容器内呈现杂乱无章的流动状态，各流体层之间互相干扰，流动不稳定。
雷诺数在判断层流和紊流中的作用主要体现在以下几点：
1.当雷诺数 Re 小于临界雷诺数 Recr 时，流体流动为层流。
2.当雷诺数 Re 大于临界雷诺数 Recr 时，流体流动为紊流。
3.当雷诺数 Re 等于临界雷诺数 Recr 时，层流和紊流可能同时存在，流动状态不稳定。
然而，雷诺数并不是唯一的判断层流和紊流的判据。
在自然对流现象中，Gr 数（格拉晓夫数）被广泛应用于判断层流和紊流。
Gr 数是描述流体密度和温度差异对流体流动的影响程度的无量纲数。
当 Gr 数小于临界
值时，流体流动为层流；当 Gr 数大于临界值时，流体流动为紊流。
综上所述，雷诺数和 Gr 数都是判断层流和紊流的重要参数。
流体力学to
紊流研究的主要方向：
紊流的统计理论 平均量的半经验理论
例如：混合长 度理论
19:14:23
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17
第五节 紊流运动
混合长度理论
2 的计算
类似分子平均
普朗特混合长度理论的要点（假设）
自由程
（1）流体质点因脉动横向位移 l 到达新的空间点，
才同周围点发生动量交换，失去原有特征
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13
第五节 紊流运动
动量定理:动量变化率等于作用力
2 uy (ux ux )
惯性切应力：单位面积上 的切向作用力
ux uy 可能为正、可能为负
2
uy (ux
ux )
1 T
T
0 uy (ux ux )d
紊流的脉动现象：诸如速度、压强等空间点上的物理量随时 间的变化作无规则的即随机的变动
采用统计平均方法： 时均法、体均法
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7
第五节 紊流运动
脉动性
（1）瞬时速度 u x
（2）时均速度
ux
(
x,
y,
z,
t
)
1 T
T
0 ux (x, y, z, )d
时间平均变量
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3
第五节 紊流运动
目前大多数人的观点是：紊流场由各种大小和涡量不同的涡旋 叠加而成，其中最大涡尺度与流动环境密切相关，最小涡尺 度则由粘性确定。
不规则性和有涡性是紊流最主要的特征
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层流与紊流
v － 平均速度（m/s）； Hf － 沿程损失水头（米流体柱）； p － 沿程压力损失。
Re
2.3 管中层流沿程损失的达西公式
管中流量为Q的层流流体沿程损失的功率：
128 Q 2 Nf Qhf d 4
在一定的 l、Q 情况下，流体的 越小，损失功率越 Nf 小。
第四章 层流流动及湍流流动
第三节
流体在平行平板间的层流流动 得平板间的流体 速度分布：
p 2 v (h z 2 ) 2l
例题2： p0，两板均静止 Z=+h时，v=0； Z=－h时，v=0。
即：两个平行平 板间的流体层流 运动，速度按抛 物线规律分布。
第三节 平均速度：
流体在平行平板间的层流流动
Q 1 h v h vdz A 2h 1 h p 2 1 2p 3 2 (h z )dz h h 2h 2l 2h 3l ph 2 3l
Re
v D
惯性力 粘性力 vD
式中：v － 流体在圆管中的平均速度（m/s）； D－ 圆管内径（m） 。
惯性力愈大，层流趋向于紊流转变； 惯性力愈小，紊流趋由层流开始向湍流转变： Recr 2320 层流（ Recr临界雷诺数 ）； Recr’ 13000 湍流（ Recr’上临界雷诺数 ）； 2320 ＜Re ＜ 13000 ，流动处于过渡区（不稳定）， 可能是层流、也可能是湍流。
第二节 流体在圆管中的层流流动
2.1 有效断面上的速度分布
假设条件：流体沿管 轴对称等速运动
受力分析：压力； 切应力；重力
2.1 有效断面上的速度分布
r p1 p2 2rl r l sin 0
2 2
第四章层流和紊流及水流阻力和水头损失
第四章 层流和紊流及水流阻力和水头损失1、紊流光滑区的沿程水头损失系数 λ 仅与雷诺数有关，而与相对粗糙度无关。
( )2、圆管紊流的动能校正系数大于层流的动能校正系数。
( )3、紊流中存在各种大小不同的涡体。
( )4、紊流运动要素随时间不断地变化，所以紊流不能按恒定流来处理。
( )5、谢才公式既适用于有压流，也适用于无压流。
( )6、''yu x u ρτ-=只能代表 X 方向的紊流时均附加切应力。
( )7、临界雷诺数随管径增大而增大。
( ) 8、在紊流粗糙区中，对同一材料的管道，管径越小，则沿程水头损失系数越大。
( ) 9、圆管中运动液流的下临界雷诺数与液体的种类及管径有关。
( ) 10、管道突然扩大的局部水头损失系数 ζ 的公式是在没有任何假设的情况下导出的。
( ) 11、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。
( ) 11、不论是均匀层流或均匀紊流，其过水断面上的切应力都是按线性规律分布的。
( ) 12、公式gRJ ρτ= 即适用于管流，也适用于明渠水流。
( ) 13、在逐渐收缩的管道中，雷诺数沿程减小。
( ) 14、管壁光滑的管子一定是水力光滑管。
( ) 15、在恒定紊流中时均流速不随时间变化。
( ) 16、恒定均匀流中，沿程水头损失 hf 总是与流速的平方成正比。
( ) 17、粘性底层的厚度沿流程增大。
( ) 18、阻力平方区的沿程水头损失系数λ 与断面平均流速 v 的平方成正比。
( ) 19、当管径和流量一定时，粘度越小，越容易从层流转变为紊流。
( ) 20、紊流的脉动流速必为正值。
( ) 21、绕流阻力可分为摩擦阻力和压强阻力。
( ) 22、有一管流，属于紊流粗糙区，其粘滞底层厚度随液体温度升高而减小。
( ) 23、当管流过水断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。
( ) 24、沿程水头损失系数总是随流速的增大而增大。
河海大学流体力学第5章层流、紊流及能量损失
计算两个断面间的水头损失时，如果两断面间有若干段均匀 流或渐变流及若干段急变流，水头损失为各段的沿程损失和 局部损失之和，即
hw hf h j
5-1 层流与紊流的概述
5.1.1雷诺试验（O.Reynolds1883年）
阀门微微开启时，流量很小，流速较小，红 色液体形成一条直线。
r 2
du r 联立求解： g J dr 2
du 分离变量并整理得：
gJ r dr 2
当r r0时， u 0, 得C gJ 2 r0 4
对上式积分可得u
gJ 2 2 u ( r0 r ) 4
gJ 2 r C 4
u max
gJ 2 r0 4
v C Ri
广泛应用的形式v C RJ
Q vA CA RJ
v2 Q2 hf 2 l 2 2 l C R C A R
常用的谢才系数 C的经验公式为曼宁（ R。Manning) 公式
C
1 1 R6 n
l v2 8g 谢才公式与h f 的关系C 4R 2 g
5-6 流动的局部损失
亦可取反对数hf kvm
线段AB，层流，m 1(1 45 ); hf ~ v1
线段DE,紊流，m 1.75 ~ 2.0, hf ~ v1.75~2
5.1.2流态的判别-雷诺数
' vc (vc ) f (d , )
Re
vd
' c
, 是一纯数，称为雷诺数。
对于圆管，下临界雷诺数比较稳定，为2000
过水断面面积 A与湿周的比值，称为水力半径 R
对于圆管R A
A
d / 4 d r0 d 4 2
雷诺数层流和紊流的判据
雷诺数层流和紊流的判据
摘要：
1.雷诺数的定义和含义
2.雷诺数与层流和紊流的关系
3.雷诺数的应用和作用
4.Gr 数的概念和作用
5.结论
正文：
雷诺数是判断层流和紊流（湍流）的判据。
雷诺数是一个无量纲数，它是通过实验和理论分析得出的，用以描述流体流动状态的一个重要参数。
当雷诺数较小时，流体流动表现为层流；当雷诺数较大时，流体流动表现为紊流。
层流和紊流是流体流动的两种基本状态。
层流是指流体在管道或容器内按照层次流动，各层次之间互不干扰，流动稳定。
紊流是指流体在管道或容器内呈现无规律、混乱的流动状态，各流体层次之间发生混合和干扰，流动不稳定。
雷诺数在实际应用中具有重要意义。
在建筑、航空、航天、汽车制造等领域，都需要对流体流动状态进行精确分析和控制。
通过计算雷诺数，可以预测流体流动状态，采取相应的设计措施和工程技术，以确保流体流动的稳定性和安全性。
然而，仅通过雷诺数并不能完全判断流体的流动状态。
在自然对流现象中，从层流到湍流转变的判据是Gr 数。
Gr 数是另一个无量纲数，它是通过
比较流体的密度和粘度来描述流体流动状态的参数。
当Gr 数较小时，自然对流现象表现为层流；当Gr 数较大时，自然对流现象表现为湍流。
总之，雷诺数是判断层流和紊流的重要判据之一，但它并不能完全代替其他参数。
水力学课件 第4章层流和紊流、液流阻力和水头损失
实验结果——关于流态
1. vc΄> vc 2. v< vc 为层流
v > vc΄ 为紊流 3. vc <v< vc΄ 为过渡区
14
实验结果——关于hf与v的关系 lg hf lg k m lg v
取反对数得：hf kvm
AB段 (层流)：
m 1(1 45 ) ; hf ~ v1
DE段 (紊流)：
（2）紊流过渡粗糙区 （ , Re)
d
结论：
① 沿程水头损失系数既和Re有关也 和相对粗糙度有关
4.9.1人工粗糙管的试验研究— 尼古拉兹试验
3紊流区 lg Re 3.6
(3)紊流粗糙区
()
d
结论：
① λ和Re无关，只和相对粗糙度有关； ② hf是v的2次方
讨论
紊流分区与壁面分类关系:
Re vd
——雷诺数
Rec
vc d
为下临界雷诺数；
Rec
vcd
为上临界雷诺数。
G
对于圆管，临界雷诺数相对稳定：
Rec 2300
17
雷诺数的物理意义：惯性力与粘性力的比
F
V
dv dt
L3 U T
L2U 2
UL
T A du L2 U LU
dy
L
对于非圆管：
Re vR
过 水 断 面 上 ， 水 流 与 固 体 边 界 接 触 的 长 度 ， 称 为 湿 周 ， 用 表 示 。
l
( z1
p1 g
)
(z2
p2 g
)
'
l
gA' gR'
( z1
p1 g
)
层流运动与紊流运动
Q v= = A
∫ AudA=
A
1
2 πr0 0
∫
r0
γJ 2 2 γJ 2 (r0 − r )2πrdr = r0 4µ 8µ
WHU
圆管层流的沿程水头损失
8µ v 32 µ v J= = 2 = l γ r0 γd2 hf
层流 紊流
小 结
WHU
层流（有序性） 层流（有序性）
流速小 颜色水不与清水掺混 液体质点作有条不紊的运动
h f ∝ v1.0
紊流（无序性） 紊流（无序性）
流速大 颜色水快速而完全地与清水掺混 液体质点运动轨迹不规则
h f ∝ v1.75~2.0
WHU
二、紊流运动
紊流形成的必备条件： 紊流形成的必备条件： 涡体的形成 形成后的涡体，脱离原来的流层或流束， 形成后的涡体，脱离原来的流层或流束， 掺入邻近的流层或流束
υ
平行固体边壁之间: 平行固体边壁之间: Recx = vb = 1000
υ
雷诺数的物理意义
WHU
的比值。 雷诺数表征了液流的惯性力与粘性力的比值。 惯 性力 ] = [ [
粘性力 ma LT −1L vL ρ L3LT −2 ]=[ ]=[ ] = [ ] = [Re] µ A(du / dy ) υ υ ρυ L2 ( LT −1 / L)
引
WHU
α1v12
2g
2 α 2 v2
言
恒定总流的能量方程（ 恒定总流的能量方程（Bernoulli Equation）：
Z1 + p1
γ
+
= Z2 +
p2
γ
+
2g
+ hw1− 2
第四章层流和紊流及水流阻力和水头损失
第四章 层流和紊流及水流阻力和水头损失1、紊流光滑区的沿程水头损失系数 λ 仅与雷诺数有关，而与相对粗糙度无关。
( )2、圆管紊流的动能校正系数大于层流的动能校正系数。
( )3、紊流中存在各种大小不同的涡体。
( )4、紊流运动要素随时间不断地变化，所以紊流不能按恒定流来处理。
( )5、谢才公式既适用于有压流，也适用于无压流。
( )6、''yu x u ρτ-=只能代表 X 方向的紊流时均附加切应力。
( )7、临界雷诺数随管径增大而增大。
( ) 8、在紊流粗糙区中，对同一材料的管道，管径越小，则沿程水头损失系数越大。
( ) 9、圆管中运动液流的下临界雷诺数与液体的种类及管径有关。
( ) 10、管道突然扩大的局部水头损失系数 ζ 的公式是在没有任何假设的情况下导出的。
( ) 11、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。
( ) 11、不论是均匀层流或均匀紊流，其过水断面上的切应力都是按线性规律分布的。
( ) 12、公式gRJ ρτ= 即适用于管流，也适用于明渠水流。
( ) 13、在逐渐收缩的管道中，雷诺数沿程减小。
( ) 14、管壁光滑的管子一定是水力光滑管。
( ) 15、在恒定紊流中时均流速不随时间变化。
( ) 16、恒定均匀流中，沿程水头损失 hf 总是与流速的平方成正比。
( ) 17、粘性底层的厚度沿流程增大。
( ) 18、阻力平方区的沿程水头损失系数λ 与断面平均流速 v 的平方成正比。
( ) 19、当管径和流量一定时，粘度越小，越容易从层流转变为紊流。
( ) 20、紊流的脉动流速必为正值。
( ) 21、绕流阻力可分为摩擦阻力和压强阻力。
( ) 22、有一管流，属于紊流粗糙区，其粘滞底层厚度随液体温度升高而减小。
( ) 23、当管流过水断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。
( ) 24、沿程水头损失系数总是随流速的增大而增大。
水力学层流和紊流的区别
水力学层流和紊流的区别水力学这门学科可真有趣，虽然听起来有点复杂，但其实它就像我们日常生活中的水流一样，既亲切又容易理解。
今天我们来聊聊层流和紊流这两个概念，搞清楚它们的区别，让你在朋友面前一开口就能让大家佩服得五体投地！1. 什么是层流？层流嘛，顾名思义，就是水流流动得像一层层的薄纱，轻柔而又有序。
想象一下，你在河边看到水面上的小溪，水流缓缓而过，毫无杂乱，像是在跳舞一样。
每一层水都是整齐划一的，就像学校里的小朋友排队放学一样，大家都很有秩序。
1.1 层流的特点层流的特点呢，首先就是速度不快，水流平稳，像是在散步。
水流中的每一小部分都保持着平行的状态，互不干扰。
你可以想象成一场优雅的芭蕾舞，舞者们一个接一个，轻巧而又灵动。
而且，层流的阻力比较小，这就意味着用更少的力气就能推动水流，简直是省力的好方法！在这样的情况下，流体的粘度显得尤为重要，水流越粘稠，层流的状态就越容易保持。
1.2 层流的应用说到应用，层流在生活中可是无处不在哦！比如，水管里的水流，慢慢流动的咖啡，甚至是一些工业流程中，层流都发挥着重要的作用。
在科研和工程设计中，层流的研究帮助我们设计出更高效的水利工程和管道系统。
简单来说，层流让我们的生活更加方便。
2. 什么是紊流？而说到紊流，那就是另一番光景了。
紊流就像是一场狂欢派对，水流像是被放开的小孩，四处乱跑，根本没有规律可言。
想象一下，你在一个热闹的音乐节上，周围的人都在随意舞动，场面混乱又兴奋。
这就是紊流的样子！2.1 紊流的特点紊流的特点就是混乱，水流速度快而且不规则，各种涡流、漩涡交织在一起，像极了疯狂的过山车。
水流中的每一部分都在不同的方向上舞动，互相影响、互相干扰。
就像在热锅上的蚂蚁，急匆匆、东奔西跑。
而且，紊流的阻力比层流大，流体的运动能量也更为复杂，因此需要更多的力量来推动。
2.2 紊流的应用那么，紊流又有什么用呢？虽然看起来乱糟糟的，但其实它在很多领域同样不可或缺。
雷诺数层流和紊流的判据
雷诺数层流和紊流的判据介绍在流体力学中，雷诺数是一个重要的无量纲参数，用于描述流体流动的性质。
雷诺数的大小决定了流动是层流还是紊流。
本文将深入探讨雷诺数层流和紊流的判据。
什么是雷诺数雷诺数是由法国物理学家雷诺在19世纪末提出的，用来描述流体流动的不稳定性。
它是由流体的密度、速度、长度和粘度决定的。
雷诺数的定义如下：Re=ρVL μ其中，Re是雷诺数，ρ是流体的密度，V是流体的速度，L是特征长度，μ是流体的粘度。
雷诺数层流的判据雷诺数小于一定的临界值时，流动是层流的。
层流是指流体在管道或其他流动区域内的流动方式，流体沿着平行的层流线流动，各层之间没有相互干扰。
雷诺数层流的判据如下：1.雷诺数小于临界值：当雷诺数小于临界值（通常为2100）时，流动是层流的。
这是因为在低雷诺数下，流体的惯性力相对于粘性力来说很小，流动稳定，流体分子之间的相互作用力能够使流体分子保持有序排列。
2.流体流动平稳：层流的特点是流动平稳，流速分布均匀。
流体沿着管道的中心线流动速度最大，向管道壁面逐渐减小。
流动是有序的，没有湍流涡旋的存在。
3.流体流线光滑：层流的流体流线是光滑的，没有交叉和扭曲。
流线之间没有涡流的交换，流体分子沿着流线运动，不发生混合。
雷诺数紊流的判据当雷诺数大于临界值时，流动是紊流的。
紊流是指流体在管道或其他流动区域内的流动方式，流体的速度和压力在时间和空间上都是随机变化的。
雷诺数紊流的判据如下：1.雷诺数大于临界值：当雷诺数大于临界值（通常为2100），流动是紊流的。
这是因为在高雷诺数下，流体的惯性力相对于粘性力来说很大，流动不稳定，流体分子之间的相互作用力无法使流体分子保持有序排列。
2.流体流动不稳定：紊流的特点是流动不稳定，流速和压力在时间和空间上都是随机变化的。
流动中存在湍流涡旋，流体分子之间发生相互作用和混合。
3.流体流线混乱：紊流的流体流线是混乱的，存在交叉和扭曲。
流线之间存在涡流的交换，流体分子沿着流线运动，发生混合和扩散。
达西定律在层流运动和紊流运动
达西定律在层流运动和紊流运动达西定律在层流运动和紊流运动中的应用1。
层流运动的概念：物质（气体）的温度不随压强而变化的流动，称为层流。
2。
层流与紊流的区别： a.层流时分子平均速度大小不随时间变化； b.紊流是分子的无规则运动。
3。
层流与紊流的关系：分子的无规则运动越激烈，物质的温度就越高；分子的无规则运动越微弱，物质的温度就越低。
4。
下列叙述错误的是： a.静止的冰块放入热水中，能使水温上升； b.空气的无规则运动越剧烈，物体的温度就越高。
5。
当空气的温度很高时，由于空气受热膨胀，所以空气的密度变小。
1。
层流运动的概念：物质（气体）的温度不随压强而变化的流动，称为层流。
2。
层流与紊流的区别： a.层流时分子平均速度大小不随时间变化； b.紊流是分子的无规则运动。
3。
层流与紊流的关系：分子的无规则运动越激烈，物质的温度就越高；分子的无规则运动越微弱，物质的温度就越低。
4。
下列叙述错误的是： a.静止的冰块放入热水中，能使水温上升； b.空气的无规则运动越剧烈，物体的温度就越高。
5。
当空气的温度很高时，由于空气受热膨胀，所以空气的密度变小。
1。
层流运动的概念：物质（气体）的温度不随压强而变化的流动，称为层流。
2。
层流与紊流的区别： a.层流时分子平均速度大小不随时间变化； b.紊流是分子的无规则运动。
3。
层流与紊流的关系：分子的无规则运动越激烈，物质的温度就越高；分子的无规则运动越微弱，物质的温度就越低。
4。
下列叙述错误的是： a.静止的冰块放入热水中，能使水温上升； b.空气的无规则运动越剧烈，物体的温度就越高。
5。
当空气的温度很高时，由于空气受热膨胀，所以空气的密度变小。
6。
各种工业锅炉的蒸汽温度较高，主要是因为蒸汽内部的分子处于无规则运动状态，从而使得温度升高。
7。
冬天将热水器的温度调得太高，并不利于节能。
8。
水银温度计内的水银受热蒸发，使人测量到的温度发生了变化。
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层流和紊流
cengliu he wenliu
层流和紊流
laminar flow and turbulent flow
实际液体由于存在粘滞性而具有的两种流动形态。
液体质点作有条不紊的运动，彼此不相混掺的形态称为层流。
液体质点作不规则运动、互相混掺、轨迹曲折混乱的形态叫做紊流。
它们传递动量、热量和质量的方式不同：层流通过分子间相互作用，紊流主要通过质点间的混掺。
紊流的传递速率远大于层流。
水利工程所涉及的流动，一般为紊流。
雷诺数表征液流惯性力与粘滞力相对大小，可用以判别流动形态的无因次数，记作。
雷诺数的定义式为：
[19-01]式中、、分别为液体的密度动力粘滞系数、运动粘滞系数；、为流动的特征速度和特征长度。
雷诺数小时,粘性效应在整个流场中起主要作用,流动为层流。
雷诺数大时，紊动混掺起决定作用，流动为紊流。
对于同样的液流装置，由层流转换为紊流时的雷诺数恒大于紊流向层流转换的雷诺数。
前者称上临界雷诺数，其值随试验条件而变，很不稳定；后者称下临界雷诺数，其值比较稳定，对于一般条件下的管流（圆管直径为特征长度，断面平均流速为特征速度），约为2300。
层流只存在粘滞切应力。
在简单的剪切流中，粘滞切应力：
[19-02]式中[19-03]为剪切变形速度,亦即速度沿垂直方向的变化率；为动力粘滞系数,只和液体种类及温度有关的常数。
此式表达了著名的牛顿内摩擦定律。
层流中摩擦阻力及沿程水头损失均与流速的一次方成正比，流速分布呈抛物线型。
圆管层流流速分布如图1[ 层流和紊流流速分布比较]
所示。
紊流又称湍流。
液体运动呈随机性，即速度、压强等均随时间、空间作不规则的脉动，是紊流的基本特征（图2[紊流流
速脉动]）。
可采用时间平均法,将任一物理量的瞬时值分解为时均值与脉动值，即：
[19-04]式中、、分别为某一点处沿方向的瞬时流速、时均流速与脉动流速；、、分别为某点处的瞬时压强、时均压强与脉动压强;为适当选取进行平均的时段。
紊流中除粘滞切应力外,[kg2]还有紊流附加切应力。
由纳维-斯托克斯方程导出紊流时均运动的雷诺方程,就会增添紊流附加应力，又称雷诺应力。
如紊流时均速度分量仅有＝(),则有：
[20-01]式中为紊动交换系数或涡旋运动粘滞系数。
和运动粘滞系数不同,它不是单由物性决定的常数，而是和流动状态有关的变量。
关于或的计算,[kg2]常用L.普朗特提出的动量传递理论，即：
[20-02]式中为混合长。
显然[20-03]按照动量传递理论结合实验,已导出紊流的对数型速度分布公式,与实验结果比较接近。
与层流相比较，紊流流速分布趋于均匀，摩擦阻力和水头损失增大，在充分发展的紊流中，沿程水头损失与流速的二次方成正比。
附录。