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雷诺数的介绍
发布者:123456 发布时间:2010-10-27 阅读:60次 【字体:

雷诺数介绍

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:

  • ——流体的平均速度;
  • ——流束的定型尺寸;
  • 一一在工作状态;流体的运动粘度和动力粘度
  • ——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AB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Re2000为层流状态,Re4000为紊流状态,Re20004000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kgh

Q——被测介质的容积流量mh

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。


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