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4、流体流动的内部结构 ...
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流体流动形态:流体流动形态分为层流和湍流两种。
当水流速度很小时,着色水呈一平稳的细线通过全管,表明水的质点做直线运动,与旁侧的水并无宏观的混合,这种可视为分层的流动形态称为层流。
当流速加大至某一程度后,着色水便成为波浪型细线,并且不规则的波动,速度再增大,细线的波动加剧,并形成漩涡向四周散开,其后可使全管内水的颜色均匀一致,这表明此时水的质点相互碰撞,混杂,使速度在大小和方向上时时刻刻都在发生变化,其运动轨迹是极不规则的,这种流动形态称为湍流。
流体流动形态决定因素:流速,管径,流体的粘度和密度等。
将流速,管径,流进浓度,密度四个参数组合成数群,该数群称为雷诺数。
雷诺数反映流体的流动形态和湍动程度,其物理意义是表征惯性力与粘性力之比。若流体的速度大或粘度小Re变大,表示惯性力占主导地位,流体处于紊乱的流动状态,雷诺数愈大湍动程度便愈剧烈。若流体的流速度小或粘度大,Re便小,小到临界值以下,则粘性力占主导地位,流体会处于流层流流动状态。