流动类型及判断

过渡流： 流动类型不稳定，可能是层流，也可能是湍流，
或是两者交替出现，与外界干扰情况有关。过渡流不是一种 流型。
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3、雷诺准数
影响流体流动类型的因素：
流体的流速u ； 管径d； 流体密度ρ ； 流体的粘度μ 。
u、d、ρ 越大，μ 越小，就越容易从层流转变为湍
流。上述中四个因素所组成的复合数群duρ/μ，是判断流体流
当流体在管中流动时，若其质点始终沿着与管轴平行的方向作直线运 动，质点之间没有迁移，互不混合，整个管的流体就如一层一层的同心圆 筒在平行地流动。
湍流(turbulent flow)或紊流:
当流体在管道中流动时，流体质点除了沿着管道向前流动外，各质点的 运动速度在大小和方向上都会发生变化，质点间彼此碰撞并互相混合，这种 流动状态称为湍流或紊流。
计算出Re
Re＞4000
计算：Re=duρ/μ=0.1×1×1000/10-3=100000＞4000 结论：钢管中水的流动类型为湍流。 习题（略）
动类型的准则。
这数群称为雷诺准数或雷诺数(Reynolds number)， 用Re表示。
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雷诺准数表达式：
Re
雷诺准数的因次分析：
du

L M du ( L)(T )( L3 ) 0 0 0 Re L M T M ( L)(T )
Re数是一个无因次数群。
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4、 流型的判断
Re
Re < 2000
du

层流（Laminar Flow）
Re > 4000
湍流（Turbulent Flow）
2000 <Re < 4000时，有时出现层流，有时出现湍流，或者是 二者交替出现，为外界条件决定，称为过渡区。
注意：流型只有两种：层流和湍流。
当Re较大时，流体的惯性力大于粘性力，占主导地位， 流体的湍动程度大，流体流动形态为湍流；而当Re较小时， 流体的粘性力大于惯性力，占主导地位，流体的湍动程度小 ，流体流动状态为层流；即Re越大，流体湍动程度越大。
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6、流体流动类型判断示例
例题：在常温下，水以1m/s的速度流过φ108×4mm钢管，试 判断水在此钢管中的流动类型。 分析： Re＜2000 层流 湍流
流体流动类型及流型的判断
主讲：陈仕全
雷诺实验
流动类型
雷诺准数
流型判断
1.雷诺实验
小瓶（密度与水相近） 阀 溢流堰 细管 水箱 水平玻璃管 水 水
雷诺实验
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雷诺实验观察到的现象
Baidu Nhomakorabea图（a）层流
图（b）过渡流
图（c）湍流
流速小时，有色流体
在管内沿轴线方向成一
当开大阀门使水流
速逐渐增大到一定数
5、 雷诺数的物理意义
质量流速

2
m kg kg m/s u 2 3 s m m2
du （u） u 惯性力 Re u 粘性力 d 2 2
单位时间通过单位截面积的动量。 单位面积上流体粘性力 的大小
2 2 u kg m/s s m/s kg m/s d 2 m m m2
速度再增，细线的
波动加剧，整个玻璃
条直线。表明，水的质
点在管内都是沿着与管 轴平行的方向作直线运
值时，有色细流便出
现波动而成波浪形细 线，并且不规则地波
管中的水呈现均匀的
颜色。显然，此时流 体的流动状况已发生
动，各层之间没有质点
的迁移。
动。
了显著地变化。
2、流体流动类型
层流(laminar flow)或滞流(viscous flow):