什么是雷诺数?如何定义的?

什么是雷诺数?如何定义的?
什么是雷诺数?
如何定义的?

什么是雷诺数?如何定义的?
雷诺数介绍
作者：刘欣荣
整理：革命党de人
测量管内流体流量时往往必须了解其流动状态、流速分布等.雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参数.
流体流动时的惯性力Fg和粘性力(内摩擦力)Fm之比称为雷诺数.用符号Re表示.Re是一个无因次量.

式中的动力粘度η用运动粘度υ来代替,因η＝ρυ,则

式中：
l υ——流体的平均速度；
l l——流束的定型尺寸；
l ρ、η一一在工作状态；流体的运动粘度和动力粘度
l ρ——被测流体密度；
由上式可知,雷诺数Re的大小取决于三个参数,即流体的速度、流束的定型尺寸以及工作状态下的粘度.
用圆管传输流体,计算雷诺数时,定型尺寸一般取管道直径(D),则

用方形管传输流体,管道定型尺寸取当量直径(Dd).当量直径等于水力半径的四倍.对于任意截面形状的管道,其水力半径等于管道戳面积与周长之比．所以长和宽分别为A和B



的矩形管道,其当量直径 对于任意截面形状管道
的当量直径,都可按截面积的四倍和截面周长之比计算,因此,雷诺数的计算公式为

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,呈层流流动状态.雷诺数大,意味着惯性力占主要地位,流体呈紊流流动状态,一般管道雷诺数Re＜2000为层流状态,Re＞4000为紊流状态,Re＝2000～4000为过渡状态.在不同的流动状态下,流体的运动规律．流速的分布等都是不同的,因而管道内流体的平均流速υ与最大流速υmax的比值也是不同的.因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流动特性.下图表示光滑管道的雷诺数ReD与速度比V/Vmax的关系.

光滑管的管道雷诺数Rep与速度比V/Vmax的关系
试验表明,外部条件几何相似时(几何相似的管子,流体流过几何相似的物体等),若它们的雷诺数相等,则流体流动状态也是几何相似的(流体动力学相似).这一相似规律正是流量测量节流装置标准化的基础.可见,雷诺数确切地反映了流体的流动特性是流量测量中常用的参数．
雷诺数的流量表达式为：

M——被测介质的质量流量kg／h：
Q——被测介质的容积流量m／h；
D——管道内径mm；
v——工作状态下被测介质的动力粘度Pa·S
p——工作状态下被测介质的运动粘度m2/s
式中的常数值,依式中各参数的单位不同而异.当采用非式中指定的单位时,常数值应作相应的修正.
在使用雷诺数时,应注意其对应的定型尺寸.一般在给出的雷诺数Re的右下角注以角码,表明对应的定型尺寸.在节流装置的标准中,对管道直径D而言的雷诺数记作ReD,而对节流元件孔径d而言的雷诺数记作Red,两者的关系式为ReD＝βRed,式中的β为分流元件的直径比,即β＝d/D,使用时应注意.
可以参看:http://www.sensorok.com/tech/link10.htm
2．雷诺数
实验表明真正决定液流流动状态的是用管内的平均流速v、液体的运动粘度ν、管径d三个数所组成的一个称为雷诺数Re的无量纲数,即

上临界雷诺数和下临界雷诺数
临界雷诺数：
当液流的实际流动时的雷诺数小于临界雷诺数时,液流为层流,反之液流则为紊流.常见的液流管道的临界雷诺数可由实验求得.
雷诺数的物理意义：影响液体流动的力主要有惯性力和粘性力,雷诺数就是惯性力对粘性力的无因次比值.
对于非圆截面管道来说,Re可用下式来计算 Re＝4vR/ν
式中 R为通流截面的水力半径.它等于液流的有效截面积A和它的湿周χ（通流截面上与液体接触的固体壁面的周长）之比,即 R＝A /χ
水利半径对管道通流能力影响很大,水利半径大,表明液流与管壁接触少,通流能力大；水利半径小,表明液流与管壁接触多,通流能力小
可以参看:http://www.mdjx.net/course/demo/yeya/CH02/20.HTM