亚博竞彩群什么是雷诺数?雷诺数方程及其意义(附PDF格式)

亚博竞彩群雷诺数是多少?雷诺数的定义

雷诺数是研究流体流动规律的一个非常重要的量。它是一种无量纲参数，在流体力学中广泛应用。

流动流体的雷诺数被定义为流体的惯性力与粘性力的比值，它量化了给定流动条件下这两种力的相对重要性。

雷诺数的概念是由乔治·斯托克斯在1851年提出的。然而，“雷诺兹数”这个名字是以英国物理学家奥斯本·雷诺兹的名字命名的，他在1883年普及了它的使用。雷诺数取决于不同流体速度引起的相对内部运动。对于流体流动分析，雷诺数被认为是一个先决条件。

雷诺数的重要性

雷诺数(Re)是一个方便的参数，有助于预测流体流动状态是层流还是湍流。我们知道雷诺数(Re)=惯性力/粘性力。

当粘性力大于惯性力时，流动平稳且速度较低;雷诺数相对较小，流动称为层流。另一方面，当惯性力占主导时，雷诺数的值相对较大，流体流动速度较快，称为湍流流动。在低雷诺数(Re<2100)时，黏性力足以使流体颗粒保持在一条直线上，形成层流，其特征是流畅和恒定的流体运动。当雷诺数较大时(Re>4000)，流动趋向于产生混沌涡、旋涡和其他流动不稳定性，使流动发生湍流。随着雷诺数的增加，流动的湍流趋势增大。

“2100<雷诺数(Re)<4000”表明流动由层流过渡到湍流，流动由混合行为组成。然而，请注意，湍流开始时的雷诺数(Re)的值取决于流体流动的几何形状，这对于管道流动和外部流动是不同的。

与层流-湍流过渡有关的雷诺数称为临界雷诺数．这种层流到湍流的转变是一个高度复杂的过程，目前还没有完全理解。

雷诺数的方程

数学上，雷诺数方程表示为

Re =ρuD /μ

在哪里

• ρ为流体密度Kg/m^3.）
• D是描述感兴趣的流动运动尺度的长度尺度(m)
• U为流体速度(m/s)
• μ为流体动力粘度(Pa;s或N.s/m²或公斤/理学硕士)
• μ/ρ被称为运动粘度，ν(m²/秒)

因此雷诺数的公式可以写成Re =ρuD /μ= uD /ν

流动流体的雷诺数(Re)可以很容易地计算出来，方法是用流体流动的速度乘以管道的内径，然后除以流体的运动粘度。

雷诺数的单位

我们来求雷诺数的维数。ρ的初等维数是(M/L^3.)，速度为(L/T)
同样，直径/长度的主要尺寸为L，粘度μ为(M/LT)。
将这些值代入上述雷诺数公式，得到[{M/L3 *L /T *L}/ (M/LT)]=M*L*L*L*T/L^3.* T * M = MTL^3./ MTL^3.这意味着雷诺数是无量纲或无单位的。同样的概念可以提出如下:

由于雷诺数是两个力的比值，所以没有雷诺数的单位。雷诺数是无量纲的。

影响雷诺数的因素

影响雷诺数大小的主要因素有:

• 流体流动几何
• 流速;随着流速的增加，雷诺数也随之增加。
• 特征维数;雷诺数随特征维数的增加而增大。
• 流体密度;随着流体密度的减小，雷诺数值减小。
• 粘度;随着粘度雷诺数减小。

因此，一句话就可以得出雷诺数与流速、特征维、流体密度成正比，与流体粘度成反比。

雷诺数的应用

由于雷诺数用于层流和湍流的预测，因此被广泛应用于液压和气动设备的设计参数。层流的雷诺数小于2100。在流体流动分析中，雷诺数的取值是非常必要的。

用于管道系统，飞机机翼的设计，泵送系统雷诺数是一种重要的设计工具。为了模拟任何物体在任何流体中的运动，需要雷诺数。

雷诺数也是传热问题的一个重要参数。

用雷诺数来计算阻力系数的值。在压降和摩擦损失的计算中，雷诺数起着重要作用。下面的图(图3)被称为穆迪图，提供了摩擦因子、雷诺数和相对粗糙度之间的相关性，并被广泛用于求解流体流动问题。

雷诺数(R_e)，利用Colebrook方程计算摩擦因子(f)的值，如下所示:

在上式中，ε=绝对粗糙度。

雷诺数

下表提供了一些典型的雷诺数值

老不	项	典型雷诺数
1	层流	< 2100
2	湍流	> 4000
3.	人游泳	4 × 106
4	蓝鲸	4 × 108
5	最小的鱼	1
6	大气热带气旋	1 × 1012
7	细菌	1 × 10−4
8	血液在大脑中流动	1 × 102
9	血液在主动脉中流动	1 × 103.
10	最快的鱼	1 × 108

层流雷诺数

层流是层次化的平滑流动。很少或没有混合，流体速度通常较低。流体粒子的运动是有序的，没有任何交叉电流。这通常在高粘度和低速度的流体中发现。层流雷诺数小于2100。

紊流的雷诺数

在湍流中，存在湍流和不可预测的混合。流速很高，流体不像层流那样分层流动。海洋或河流中的波浪、风暴等都是典型的湍流。湍流的雷诺数通常被认为大于4000。

低、高雷诺数

当雷诺数Re< 1时，惯性效应可以忽略不计。流动行为取决于粘度，流动是稳定的。而当雷诺数Re非常非常高时，粘性效应可以忽略不计。的流体流动行为取决于流体的动量，流动是不稳定的。