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雷諾數與哪些因素有關其物理意義是什麼

發布時間:2022-11-13 17:18:11

㈠ 雷諾數的物理意義是什麼

雷諾數是慣性力和粘性力的比,雷諾數越大,流體流動中慣性力的作用所佔的比重越大,粘性效應占的比重越小,反應在建模型時,如果雷諾數很大,粘性效應可以忽略,那麼就用理想流體Euler方程去模擬,如果雷諾數不那麼大,粘性效應需要被考慮進去,那就是Navier-Stokes方程,說白了就是粘性效應在你考慮問題時的比重如何的事情事實上湍流並不是高雷諾數激發的,而是擾動激發的。層流是流動的穩定狀態,出現的擾動如果能夠被抑制,流動就一直是穩定的層流;如果擾動無法被抑制,就會導致流動失穩,層流就轉捩為湍流。(這里「穩定」、「擾動」的意思,和把一個圓球放在平面上、放在尖峰、放在谷底那個例子里的穩定性是一樣的,擾動無處不在。)轉捩和雷諾數有什麼關系?理論上,求解Orr-Sommerferd方程會給出某種擾動下雷諾數多大會發生轉捩。題主若有興趣,可以看看這方面內容(講湍流的書上都會有)。從物理上「感受」的話,雷諾數比較小的時候,就是粘性比較大,外來的擾動容易被粘性「吃掉」、消耗為熱能;當雷諾數比較大時,粘性抑制不住擾動,於是就失穩了。就像對著緩慢流動的黏糊糊的油吹一口氣,油也就晃動一下;但對著裊裊炊煙吹一口氣,炊煙就會變得一團混亂。如果題主有興趣,還可以繼續想想,如果對著以極高速度流動的空氣(就是雷諾數非常大)吹一口氣,空氣會混亂嗎?為什麼?需要討論雷諾數的例子還有很多。比如題主說了雷諾數代表流體慣性力和粘性力的比值,那麼不同雷諾數的來流經過兩個相同的平板,出口附面層厚度一樣嗎?壁面的粘性阻力一樣嗎?哪個更大?題主先不要做計算分析一下,然後再看看公式里雷諾數是怎樣出現的。

㈡ 雷諾數 具有什麼物理意義為什麼可以起到判別流態(層流、紊流)的作用試說明由層

雷諾數 物理意義:慣性力與粘性力之比。
層流:流體質點一直沿流線運動,彼此平行,不發生相互混雜的流動。
紊流:流體質點在運動過程中,互相混雜、穿插的流動。(紊流包含,主體流動+各種大小強弱不同的旋渦)
雷諾經過大量實驗,並採用量綱分析和相似原理方法,找出了流體出現層流或紊流的臨界流速ucr
圓管內流體的流態 Re<2000 層流
Re>4000 紊流
2000<Re<4000 或為層流,或紊流 非圓形斷面流道中的流體流態 Re<500 層流
Re>500 紊流
水利、礦山工程的明渠中流體流態 Re<300 層流
Re>300 紊流
對球形物體繞流流態 Re<1 層流繞流
Re>1 紊流繞流

㈢ 雷諾數如何計算,其物理意義是什麼(熱工與流體方面的)

雷諾數(Reynolds number)一種可用來表徵流體流動情況的無量綱數,以Re表示,Re=ρvd/η,其中v、ρ、η分別為流體的流速、密度與黏性系數,d為一特徵長度。例如流體流過圓形管道,則d為管道直徑。利用雷諾數可區分流體的流動是層流或湍流,也可用來確定物體在流體中流動所受到的阻力。例如,對於小球在流體中的流動,當Re比「1」小得多時,其阻力f=6πrηv(稱為斯托克斯公式),當Re比「1」大得多時,f′=0.2πr2v2而與η無關。

測量管內流體流量時往往必須了解其流動狀態、流速分布等。雷諾數就是表徵流體流動特性的一個重要參數。
流體流動時的慣性力Fg和粘性力(內摩擦力)Fm之比稱為雷諾數。用符號Re表示。Re是一個無因次量。
雷諾數小,意味著流體流動時各質點間的粘性力佔主要地位,流體各質點平行於管路內壁有規則地流動,呈層流流動狀態。雷諾數大,意味著慣性力佔主要地位,流體呈紊流(也稱湍流)流動狀態,一般管道雷諾數Re<2000為層流狀態,Re>4000為紊流狀態,Re=2000~4000為過渡狀態。在不同的流動狀態下,流體的運動規律.流速的分布等都是不同的,因而管道內流體的平均流速υ與最大流速υmax的比值也是不同的。因此雷諾數的大小決定了粘性流體的流動特性。
外部條件幾何相似時(幾何相似的管子,流體流過幾何相似的物體等),若它們的雷諾數相等,則流體流動狀態也是幾何相似的(流體動力學相似)。這一相似規律正是流量測量節流裝置標准化的基礎。

㈣ 8,雷諾數具有什麼物理意義

雷諾數物理意義:慣性力與粘性力之比。

層流:流體質點一直沿流線運動,彼此平行,不發生相互混雜的流動。

紊流:流體質點在運動過程中,互相混雜、穿插的流動。(紊流包含,主體流動+各種大小強弱不同的旋渦)

雷諾經過大量實驗,並採用量綱分析和相似原理方法,找出了流體出現層流或紊流的臨界流速ucr。

Re=ρvd/μ,其中v、ρ、μ分別為流體的流速、密度與黏性系數,d為一特徵長度。例如流體流過圓形管道,則d為管道的當量直徑。利用雷諾數可區分流體的流動是層流或湍流,也可用來確定物體在流體中流動所受到的阻力。

(4)雷諾數與哪些因素有關其物理意義是什麼擴展閱讀:

雷諾數較小時,粘滯力對流場的影響大於慣性,流場中流速的擾動會因粘滯力而衰減,流體流動穩定,為層流;反之,若雷諾數較大時,慣性對流場的影響大於粘滯力,流體流動較不穩定,流速的微小變化容易發展、增強,形成紊亂、不規則的紊流流場。

根據分子運動理論,動力粘性系數μ∝ρvˉl,其中vˉ為分子平均速度,l為分子平均自由程。由於vˉ和聲速c是同一量級,可得到:Re=kMa/Kn,式中Ma為馬赫數;Kn為克努曾數;k為常數;它表明雷諾數、馬赫數、克努曾數之間有著內在的聯系。

當流動速度很小時,Ma很小,Kn也很小,由於粘性效應是主要的,這兩個無量綱參數以組合形式Ma/Kn出現,即以雷諾數出現。當流動速度很高時,從量綱理論可知,雷諾數和馬赫數都起著重要作用。如果空氣稀薄,則克努曾數起著主要作用。

粘性流體的求解不僅和邊界條件有關,而且也和雷諾數有關。若雷諾數很小,則粘性力是主要因素,壓力項主要和粘性力項平衡;若雷諾數很大,粘性力項成為次要因素,壓力項主要和慣性力項平衡。

因此,在不同的雷諾數范圍內,流體流動不同,物體所受阻力也不同。當雷諾數低時,阻力正比於速度、粘度和特徵長度;而雷諾數高時,阻力大體上正比於速度平方、密度和特徵長度平方。

雷諾數也是判別流動特性的依據,例如在管流中,雷諾數小於2300的流動是層流,雷諾數等於2300~4000為過渡狀態,雷諾數大於4000時的是湍流。

㈤ 雷諾數與哪些因素有關其意義何在

雷諾數和激發湍流(轉捩)的關系。
事實上湍流並不是高雷諾數激發的,而是擾動激發的。
層流是流動的穩定狀態,出現的擾動如果能夠被抑制,流動就一直是穩定的層流;如果擾動無法被抑制,就會導致流動失穩,層流就轉捩為湍流。(這里「穩定」、「擾動」的意思,和把一個圓球放在平面上、放在尖峰、放在谷底那個例子里的穩定性是一樣的,擾動無處不在。)
轉捩和雷諾數有什麼關系?理論上,求解Orr-Sommerferd方程會給出某種擾動下雷諾數多大會發生轉捩。題主若有興趣,可以看看這方面內容(講湍流的書上都會有)。
從物理上「感受」的話,雷諾數比較小的時候,就是粘性比較大,外來的擾動容易被粘性「吃掉」、消耗為熱能;當雷諾數比較大時,粘性抑制不住擾動,於是就失穩了。就像對著緩慢流動的黏糊糊的油吹一口氣,油也就晃動一下;但對著裊裊炊煙吹一口氣,炊煙就會變得一團混亂。
如果題主有興趣,還可以繼續想想,如果對著以極高速度流動的空氣(就是雷諾數非常大)吹一口氣,空氣會混亂嗎?為什麼?

需要討論雷諾數的例子還有很多。
比如題主說了雷諾數代表流體慣性力和粘性力的比值,那麼不同雷諾數的來流經過兩個相同的平板,出口附面層厚度一樣嗎?壁面的粘性阻力一樣嗎?哪個更大?題主先不要做計算分析一下,然後再看看公式里雷諾數是怎樣出現的。
這就是為什麼有些實驗希望保持雷諾數相等,對於簡單的情況,只要雷諾數相等,即使速度、密度、粘度都不一樣,附面層厚度、粘性阻力系數還是相同的。

再扯遠一點,我們在分析湍流附面層內的速度分布時,定義了一個 y-plus(y+) 來表示與壁面的距離 。這個定義「恰好」又是一個用典型速度定義出的雷諾數(所以 y+ 又叫做旋渦雷諾數)。

㈥ 雷諾數的物理意義是什麼 雷諾數的物理意義有什麼

1、雷諾數一種可用來表徵流體流動情況的無量綱數。Re=ρvd/μ,其中v、ρ、μ分別為流體的流速、密度與黏性系數,d為一特徵長度。例如流體流過圓形管道,則d為管道的當量直徑。

2、利用雷諾數可區分流體的流動是層流或湍流,也可用來確定物體在流體中流動所受到的阻力。

㈦ 雷諾數的物理意義是什麼

雷諾數一種可用來表徵流體流動情況的無量綱數。Re=ρvd/μ,其中v、ρ、μ分別為流體的流速、密度與黏性系數,d為一特徵長度。例如流體流過圓形管道,則d為管道的當量直徑。利用雷諾數可區分流體的流動是層流或湍流,也可用來確定物體在流體中流動所受到的阻力。

知識拓展

雷諾數的科學定義指出,它是運動物體上的慣性力與黏性或摩擦力之間的比率。讓我們嘗試了解這些力量的作用。當您以一定的速度奔跑並嘗試停止時,身體需要保持一定的力量,因為它希望繼續奔跑。同樣,處於靜止狀態的身體首先需要推動或某種形式的力量才能開始跑步,因為它想要繼續處於靜止狀態。人體避免變化並繼續保持其靜止或運動狀態的這種趨勢稱為慣性。慣性性質是牛頓提出的,它是物理學中最基本和普遍適用的物理定律之一。

㈧ 雷諾數的物理意義

最直觀的意義就是判斷流體的流態是層流還是紊流,以及紊流的激烈程度。

雷諾數的意義是慣性力和粘性力的比值,高雷諾數下,慣性力是粘性力的很多倍,此時粘性力無法維持流動的穩定性狀態,所以會發生湍流。但是湍流也和其它很多因素有關系,比如內部的各種擾動,壁面粗糙度等等,不只是和雷諾數有關。

(8)雷諾數與哪些因素有關其物理意義是什麼擴展閱讀

雷諾數較小時,粘滯力對流場的影響大於慣性,流場中流速的擾動會因粘滯力而衰減,流體流動穩定,為層流;反之,若雷諾數較大時,慣性對流場的影響大於粘滯力,流體流動較不穩定,流速的微小變化容易發展、增強,形成紊亂、不規則的紊流流場。

物體在不可壓縮粘性流體中作定常平面運動時,所有的無量綱數由兩個參數確定:攻角α和雷諾數Re。除了要求模型和實物幾何相似外,還必須保證攻角和雷諾數相等。

㈨ 雷諾數的物理意義是什麼

雷諾數Re的意義可以理解如下:U/(/L),流速與流速之比。流速U是水流流速,是慣性;流表徵粘性和阻力的『速度』。Re大,表明水流慣性強過粘性阻力。L/(/U),長度與長度之比。長度L系一物理長度,可以是水深,亦可以是管徑。長度/U表徵水流粘性的長度。Re很大時,粘性長度相對較小,對水流影響小,因此流動以慣性為主。雷諾數的意義是慣性力和粘性力的比值,高雷諾數下,慣性力是粘性力的很多倍,此時粘性力無法維持流動的穩定性狀態,所以會發生湍流。但是湍流也和其它很多因素有關系,比如內部的各種擾動,壁面粗糙度等等,不只是和雷諾數有關。其實要想知道湍流產生的原因,可以搜下有關流體穩定性和層流失穩的問題,我們現在在學湍流的課程,用的是是勛剛《湍流》,這書不錯,可以看下。

㈩ 雷諾數的定義式及物理意義(什麼是雷諾數(說明其物理意義)

1.雷諾數的表達式是Re=vd/γ,雷諾數一種可用來表徵流體流動情況的無量綱數,Re=vd/γ,其中v、ρ、μ分別為流體的流速、密度和黏性系數,d為一特徵長度。

2.例如流體流過圓形管道,則d為管道的當量直徑。

3.利用雷諾數可區分流體的流動是層流或湍流,也可用來確定物體在流體中流動所受到的阻力。

4.雷諾數是流體力學中表徵粘性影響的相似准則數。

5.為紀念雷諾而命名,記作Re。

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