层流和湍流的雷诺数、层流和湍流的运动方式


层流和湍流的雷诺数、层流和湍流的运动方式

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本篇文章给大家谈谈层流和湍流,以及层流和湍流的雷诺数对应的知识点 , 希望对各位有所帮助 , 不要忘了收藏本站!
内容导航:
  • 层流与湍流的本质区别是
  • 简述层流和湍流
  • 层流和湍流的运动方式
  • 层流和湍流的本质区别是什么?
  • 层流与湍流的本质区别是
  • 层流和湍流的特点
Q1:层流与湍流的本质区别是
区别是:层流没有径向脉动 , 而湍流有径向脉动 。层流是流体的流动状态中的一类 , 它是层状的流动 。层流最常见的体现是:流体在封闭容器内缓慢流动时所呈现的状态 , 它的质点顺着与封闭容器的轴平行的方向发生平滑直线运动 。
Q2:简述层流和湍流
层流: 流体在管内流动时 , 其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动 。此种流动称为层流或滞流 , 亦有称为直线流动的 。流体的流速在管中心处最大 , 其近壁处最小 。管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5 , 根据雷诺实验 , 当雷诺准数Re<2320时 , 流体的流动状态为层流 。湍流: 湍流是流体的一种流动状态 。当流速很小时 , 流体分层流动 , 互不混合 , 称为层流 , 或称为片流;逐渐增加流速 , 流体的流线开始出现波浪状的摆动 , 摆动的频率及振幅随流速的增加而增加 , 此种流况称为过渡流;当流速增加到很大时 , 流线不再清楚可辨 , 流场中有许多小漩涡 , 层流被破坏 , 相邻流层间不但有滑动 , 还有混合 。这时的流体作不规则运动 , 有垂直于流管轴线方向的分速度产生 , 这种运动称为湍流 , 又称为乱流、扰流或紊流 。
Q3:层流和湍流的运动方式
层流和湍流是流体流动的一种性质 。
流体流动时 , 如果流体质点的轨迹(一般说随初始空间坐标x、y、z随时间t而变)是有规则的光滑曲线(最简单的情形是直线) , 这种流动叫层流 , 没有这种性质的流动叫湍流 。1959年J.欣策曾对湍流下过这样的定义:湍流是流体的不规则运动 , 流场中各种量随时间和空间坐标发生紊乱的变化 , 然而从统计意义上说 , 可以得到它们的准确的平均值 。
在直径为d的直管中 , 若流体的平均流速为v,由流体运动粘度v组成的雷诺数有一个临界值(大约为2300~2800)Recr,若Re<Recr则流动是层流,在这种情况下,一旦发生小的随机扰动,随着时间的增长这扰动会逐渐衰减下去;若Re>Recr,层流就不可能存在了,一旦有小扰动,扰动会增长而转变成湍流 。
.雷诺在1883年用玻璃管做试验 , 区别出发生层流或湍流的条件 。把试验的流体染色 , 可以看到染上颜色的质点在层流时都走直线 。当雷诺数超过临界值Recr时 , 可以看到质点有随机性的混合 , 在对时间和空间来说都有脉动时 , 就是湍流 。
不用统计、概率论的方法引进某种量的平均值就难于描述这一流动 。除直管中湍流外还有多种多样各具特点的湍流 , 虽经大量实验和理论研究 , 但至今对湍流尚未建立起一套统一而完整的理论 。大多数学者认为应该从纳维-斯托克斯方程出发研究湍流 。湍流对很多重大科技问题极为重要 。
【层流和湍流的雷诺数、层流和湍流的运动方式】因此 , 近几十年所采取的做法是针对具体一类现象建立适合它特点的具体的力学模型 。例如 , 只适用于附体流的湍流模型;只适用于简单脱体然后又附体的流动;只适用于翼剖面尾迹的或者只适用于激波和边界层相互作用的湍流模型等等 。

Q4:层流和湍流的本质区别是什么?
层流和湍流的本质区别在于前者的流体质点之间没有径向脉动;而后者存在径向脉动 , 湍流程度越大 , 径向脉动也越大 。
另一方面 , 流速越大 , 湍流程度也越大 , 边界层厚度就越薄 , 传热阻力就越小 。究其原因主要是流速增大 , 流体质点径向运动越厉害 , 质点间的碰撞越激烈 , 这样必然导致能量交换越快 。
流体的流速、层流与湍流、湍流程度的大小都会对传热有很大的影响 。一般来说 , 增大流速对传热有利 , 因为流速越大 , 对流换热系数增大 , 传递的热量就越多 , 反之亦然 。


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