層流與紊流
由于實(shí)際流體都具有粘性，當(dāng)實(shí)際流體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，一般有兩種流動(dòng)狀態(tài)，一為層流流動(dòng)，一為紊流流動(dòng)。這是兩
種性質(zhì)截然不同的流動(dòng)狀態(tài)。
層流流動(dòng)時(shí)，管內(nèi)流體分層流動(dòng)，各流層之間互補(bǔ)混雜而平行于管道軸線流動(dòng)，流層之間沒有流體質(zhì)點(diǎn)的相互交換。流
體通過一段管道的壓力降與流量成正比。
紊流流動(dòng)時(shí)，管內(nèi)流體不再分層流動(dòng)，流體質(zhì)點(diǎn)除沿管道軸線方向運(yùn)動(dòng)外，還有距離的徑向流動(dòng)，流體通過一段管道的
壓力降與流量的平方成正比。
判斷管內(nèi)流動(dòng)是層流流動(dòng)還是紊流流動(dòng)的依據(jù)是一個(gè)無量綱數(shù)-雷諾數(shù)Re。它實(shí)際上是流體流動(dòng)時(shí)慣性力和粘性力的比
值。其數(shù)學(xué)定義式為：
Re=ulρ/η=ul/v
式中：
u--流體的平均流速，m/s;
l--流束的特征尺寸，m；
v、η--工作狀態(tài)下流體的運(yùn)動(dòng)粘度（m
2/s）和動(dòng)力粘度（Pa.s）
ρ--流體密度，kg/m
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從上式可知，雷諾數(shù)的大小取決于流速、特征尺寸和流體粘度三個(gè)參數(shù)。對(duì)于圓形管道，特征尺寸一般去管道直徑D，
搜易雷諾數(shù)的計(jì)算公式為：
Re=uD/v
工程計(jì)算中，一般管道直接單位以毫米表示，而且往往已知體積流量qv(單位用m3/h表示)或質(zhì)量流量qm（單位用kg/h表示）而非流速u，在這種情況下，雷諾數(shù)可用下面的實(shí)用公式來計(jì)算：
Re=0.354*qm/Dη
Re=0.354*qv/Dv
式中，v、η的單位分別為m2/s和Pa.s
當(dāng)流通管道為非圓形管道時(shí)，可取當(dāng)量直徑Dd為特征尺寸計(jì)算雷諾數(shù)。
對(duì)于任意截面形狀的管道，可取水力半徑的4倍作為當(dāng)量直徑。而水力半徑等于管道截面積與管道周長(zhǎng)之比。例如，長(zhǎng)和寬分別為A和B的矩形管道，其當(dāng)量直徑Dd為
Dd=4*A*B/2(A+B)=2AB/(A+B)
雷諾數(shù)下，說明管內(nèi)流動(dòng)占主要地位的是粘性力，各流體質(zhì)點(diǎn)平行于管道內(nèi)壁有規(guī)則的分層流動(dòng)，流動(dòng)呈層流流動(dòng)狀態(tài)。雷諾數(shù)大，說明管內(nèi)流動(dòng)占主要地位的是慣性力，流體呈紊流流動(dòng)狀態(tài)。
一般認(rèn)為，管道雷諾數(shù)ReD≤2320為層流狀態(tài)，而當(dāng)雷諾數(shù)大于此值時(shí)，流動(dòng)將開始轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鳡顟B(tài)。
在工程應(yīng)用中，對(duì)雷諾數(shù)相等的流動(dòng)可認(rèn)為流動(dòng)是相似的。所以流量?jī)x表在某種標(biāo)定介質(zhì)（通常氣體流量計(jì)用空氣，液體流量計(jì)用水）中標(biāo)定得到的流量系數(shù)，可以根據(jù)在相同雷諾數(shù)下流量系數(shù)相等的原則換算出另一種介質(zhì)（被測(cè)介質(zhì)）的流量（或流速）。這是許多流量計(jì)實(shí)流標(biāo)定的理論基礎(chǔ)。
層流與紊流
