什么是层流?

湍流和层流之间有什么区别?

当所有流体(气体或液体)分层流动时,流动被描述为层流。 当流体在管道直径上旋转并混合时,它是湍流。

确保流动保持层流改变流量和压力之间的关系,Alicat使用这种关系使我们的流量仪器在非常宽的调节范围内具有高精度。

流动的类型

气体和液体流动(流体流动)可以描述为处于三种状态之一; 湍流,过渡或层流。

  • Turbulent flow through a pipe

    湍流通过管道

    湍流本质上是混乱的。 在湍流期间,流体不规则地混合。 流动行为(尾流,涡流,涡流)的不断变化使得流速难以(如果不是不可能)精确测量。 湍流通常在高流速和/或较大直径的管道中发生。 当固体必须保持悬浮在流体中以防止沉降或堵塞时,通常需要湍流。

  • transitional flow through a pipe

    通过管道的过渡流动

    过渡流表现出层流和湍流的特征,取决于流体在管道横截面内的位置。 流体抵靠管壁的边缘以层流状态流动,但流体流动的中心保持湍流。 或多或少的流动将是湍流或层流,这取决于条件接近完全层流或完全湍流的程度。 像湍流一样,过渡流很难(如果不是不可能的话)精确测量。

  • Laminar flow through a pipe

    层流通过管道

    通过较小的管道,在较低的流速下倾向于发生层流(平滑流动)。 实质上,流体颗粒在气缸中流动。 接触管壁的最外面的圆筒由于粘度而不移动。 下一个气缸靠着不动的液压缸流动,其表现出比管壁更小的摩擦“拉力”。 这个气缸将移动最慢。 这继续,最中心的圆柱体具有最大的速度

雷诺数(Re)

你怎么知道流动是湍流,过渡还是层流? 在1800年代后期,Osbourne Reynolds发现流体的流动类型与流体的密度,平均速度和绝对粘度以及流体流过的管道直径有关。 雷诺数(Re)是无量纲数(没有单位),可帮助我们预测某一组条件下的流动类型。

简单来说,雷诺数(Re)可以写成:

Re = ρVD/η

在哪:

ρ=流体密度
V =平均速度
D =管道直径
η=流体的绝对粘度

如果雷诺数小于2000,则通常认为流动是层流的。过渡流具有2000至4000之间的雷诺数。当雷诺数大于4000时,流动被认为是湍流。

使用雷诺方程,我们可以看到,降低湍流流体的密度,平均速度和/或管道直径将使其朝向层流。 这也可以通过增加流体粘度来实现。

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