层流和紊流

实际液体具有的两种流动形态
层流和紊流是实际液体由于存在粘滞性而具有的两种流动形态。液体质点作有条不紊的运动,彼此不相混掺的形态称为层流。液体质点作不规则运动、互相混掺、轨迹曲折混乱的形态叫做紊流。它们传递动量、热量和质量的方式不同:层流通过分子间相互作用,紊流主要通过质点间的混掺。紊流的传递速率远大于层流。层流(laminar flow)是流体的一种流动状态,它作层状的流动。[1]
在工程领域,一般认为雷诺数小于2000的流体为层流,雷诺数大于4000的流体为紊流。处于中间的流体认定为从层流到紊流的转换阶段。实际应用中,层流的雷诺数上限设定为2300。[1]

基本介绍

雷诺数
表征液流惯性力与粘滞力相对大小,可用以判别流动形态的无因次数,记作Re。雷诺数的定义式为:Re=ρvd/μ 式中ρ、μ为液体的密度和动力粘滞系数;v、d为流动的特征速度和特征长度。雷诺数小时,粘性效应在整个流场中起主要作用,流动为层流雷诺数大时,紊动混掺起决定作用,流动为紊流。对于同样的液流装置,由层流转换为紊流时的雷诺数恒大于紊流向层流转换的雷诺数。前者称上临界雷诺数,其值随试验条件而变,很不稳定;后者称下临界雷诺数,其值比较稳定,对于一般条件下的管流(圆管直径为特征长度,断面平均流速为特征速度),约为2300。