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雷诺数与哪些因素有关其物理意义是什么

发布时间:2022-11-13 17:18:11

㈠ 雷诺数的物理意义是什么

雷诺数是惯性力和粘性力的比,雷诺数越大,流体流动中惯性力的作用所占的比重越大,粘性效应占的比重越小,反应在建模型时,如果雷诺数很大,粘性效应可以忽略,那么就用理想流体Euler方程去模拟,如果雷诺数不那么大,粘性效应需要被考虑进去,那就是Navier-Stokes方程,说白了就是粘性效应在你考虑问题时的比重如何的事情事实上湍流并不是高雷诺数激发的,而是扰动激发的。层流是流动的稳定状态,出现的扰动如果能够被抑制,流动就一直是稳定的层流;如果扰动无法被抑制,就会导致流动失稳,层流就转捩为湍流。(这里“稳定”、“扰动”的意思,和把一个圆球放在平面上、放在尖峰、放在谷底那个例子里的稳定性是一样的,扰动无处不在。)转捩和雷诺数有什么关系?理论上,求解Orr-Sommerferd方程会给出某种扰动下雷诺数多大会发生转捩。题主若有兴趣,可以看看这方面内容(讲湍流的书上都会有)。从物理上“感受”的话,雷诺数比较小的时候,就是粘性比较大,外来的扰动容易被粘性“吃掉”、消耗为热能;当雷诺数比较大时,粘性抑制不住扰动,于是就失稳了。就像对着缓慢流动的黏糊糊的油吹一口气,油也就晃动一下;但对着袅袅炊烟吹一口气,炊烟就会变得一团混乱。如果题主有兴趣,还可以继续想想,如果对着以极高速度流动的空气(就是雷诺数非常大)吹一口气,空气会混乱吗?为什么?需要讨论雷诺数的例子还有很多。比如题主说了雷诺数代表流体惯性力和粘性力的比值,那么不同雷诺数的来流经过两个相同的平板,出口附面层厚度一样吗?壁面的粘性阻力一样吗?哪个更大?题主先不要做计算分析一下,然后再看看公式里雷诺数是怎样出现的。

㈡ 雷诺数 具有什么物理意义为什么可以起到判别流态(层流、紊流)的作用试说明由层

雷诺数 物理意义:惯性力与粘性力之比。
层流:流体质点一直沿流线运动,彼此平行,不发生相互混杂的流动。
紊流:流体质点在运动过程中,互相混杂、穿插的流动。(紊流包含,主体流动+各种大小强弱不同的旋涡)
雷诺经过大量实验,并采用量纲分析和相似原理方法,找出了流体出现层流或紊流的临界流速ucr
圆管内流体的流态 Re<2000 层流
Re>4000 紊流
2000<Re<4000 或为层流,或紊流 非圆形断面流道中的流体流态 Re<500 层流
Re>500 紊流
水利、矿山工程的明渠中流体流态 Re<300 层流
Re>300 紊流
对球形物体绕流流态 Re<1 层流绕流
Re>1 紊流绕流

㈢ 雷诺数如何计算,其物理意义是什么(热工与流体方面的)

雷诺数(Reynolds number)一种可用来表征流体流动情况的无量纲数,以Re表示,Re=ρvd/η,其中v、ρ、η分别为流体的流速、密度与黏性系数,d为一特征长度。例如流体流过圆形管道,则d为管道直径。利用雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流,也可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力。例如,对于小球在流体中的流动,当Re比“1”小得多时,其阻力f=6πrηv(称为斯托克斯公式),当Re比“1”大得多时,f′=0.2πr2v2而与η无关。

测量管内流体流量时往往必须了解其流动状态、流速分布等。雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参数。
流体流动时的惯性力Fg和粘性力(内摩擦力)Fm之比称为雷诺数。用符号Re表示。Re是一个无因次量。
雷诺数小,意味着流体流动时各质点间的粘性力占主要地位,流体各质点平行于管路内壁有规则地流动,呈层流流动状态。雷诺数大,意味着惯性力占主要地位,流体呈紊流(也称湍流)流动状态,一般管道雷诺数Re<2000为层流状态,Re>4000为紊流状态,Re=2000~4000为过渡状态。在不同的流动状态下,流体的运动规律.流速的分布等都是不同的,因而管道内流体的平均流速υ与最大流速υmax的比值也是不同的。因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流动特性。
外部条件几何相似时(几何相似的管子,流体流过几何相似的物体等),若它们的雷诺数相等,则流体流动状态也是几何相似的(流体动力学相似)。这一相似规律正是流量测量节流装置标准化的基础。

㈣ 8,雷诺数具有什么物理意义

雷诺数物理意义:惯性力与粘性力之比。

层流:流体质点一直沿流线运动,彼此平行,不发生相互混杂的流动。

紊流:流体质点在运动过程中,互相混杂、穿插的流动。(紊流包含,主体流动+各种大小强弱不同的旋涡)

雷诺经过大量实验,并采用量纲分析和相似原理方法,找出了流体出现层流或紊流的临界流速ucr。

Re=ρvd/μ,其中v、ρ、μ分别为流体的流速、密度与黏性系数,d为一特征长度。例如流体流过圆形管道,则d为管道的当量直径。利用雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流,也可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力。

(4)雷诺数与哪些因素有关其物理意义是什么扩展阅读:

雷诺数较小时,粘滞力对流场的影响大于惯性,流场中流速的扰动会因粘滞力而衰减,流体流动稳定,为层流;反之,若雷诺数较大时,惯性对流场的影响大于粘滞力,流体流动较不稳定,流速的微小变化容易发展、增强,形成紊乱、不规则的紊流流场。

根据分子运动理论,动力粘性系数μ∝ρvˉl,其中vˉ为分子平均速度,l为分子平均自由程。由于vˉ和声速c是同一量级,可得到:Re=kMa/Kn,式中Ma为马赫数;Kn为克努曾数;k为常数;它表明雷诺数、马赫数、克努曾数之间有着内在的联系。

当流动速度很小时,Ma很小,Kn也很小,由于粘性效应是主要的,这两个无量纲参数以组合形式Ma/Kn出现,即以雷诺数出现。当流动速度很高时,从量纲理论可知,雷诺数和马赫数都起着重要作用。如果空气稀薄,则克努曾数起着主要作用。

粘性流体的求解不仅和边界条件有关,而且也和雷诺数有关。若雷诺数很小,则粘性力是主要因素,压力项主要和粘性力项平衡;若雷诺数很大,粘性力项成为次要因素,压力项主要和惯性力项平衡。

因此,在不同的雷诺数范围内,流体流动不同,物体所受阻力也不同。当雷诺数低时,阻力正比于速度、粘度和特征长度;而雷诺数高时,阻力大体上正比于速度平方、密度和特征长度平方。

雷诺数也是判别流动特性的依据,例如在管流中,雷诺数小于2300的流动是层流,雷诺数等于2300~4000为过渡状态,雷诺数大于4000时的是湍流。

㈤ 雷诺数与哪些因素有关其意义何在

雷诺数和激发湍流(转捩)的关系。
事实上湍流并不是高雷诺数激发的,而是扰动激发的。
层流是流动的稳定状态,出现的扰动如果能够被抑制,流动就一直是稳定的层流;如果扰动无法被抑制,就会导致流动失稳,层流就转捩为湍流。(这里“稳定”、“扰动”的意思,和把一个圆球放在平面上、放在尖峰、放在谷底那个例子里的稳定性是一样的,扰动无处不在。)
转捩和雷诺数有什么关系?理论上,求解Orr-Sommerferd方程会给出某种扰动下雷诺数多大会发生转捩。题主若有兴趣,可以看看这方面内容(讲湍流的书上都会有)。
从物理上“感受”的话,雷诺数比较小的时候,就是粘性比较大,外来的扰动容易被粘性“吃掉”、消耗为热能;当雷诺数比较大时,粘性抑制不住扰动,于是就失稳了。就像对着缓慢流动的黏糊糊的油吹一口气,油也就晃动一下;但对着袅袅炊烟吹一口气,炊烟就会变得一团混乱。
如果题主有兴趣,还可以继续想想,如果对着以极高速度流动的空气(就是雷诺数非常大)吹一口气,空气会混乱吗?为什么?

需要讨论雷诺数的例子还有很多。
比如题主说了雷诺数代表流体惯性力和粘性力的比值,那么不同雷诺数的来流经过两个相同的平板,出口附面层厚度一样吗?壁面的粘性阻力一样吗?哪个更大?题主先不要做计算分析一下,然后再看看公式里雷诺数是怎样出现的。
这就是为什么有些实验希望保持雷诺数相等,对于简单的情况,只要雷诺数相等,即使速度、密度、粘度都不一样,附面层厚度、粘性阻力系数还是相同的。

再扯远一点,我们在分析湍流附面层内的速度分布时,定义了一个 y-plus(y+) 来表示与壁面的距离 。这个定义“恰好”又是一个用典型速度定义出的雷诺数(所以 y+ 又叫做旋涡雷诺数)。

㈥ 雷诺数的物理意义是什么 雷诺数的物理意义有什么

1、雷诺数一种可用来表征流体流动情况的无量纲数。Re=ρvd/μ,其中v、ρ、μ分别为流体的流速、密度与黏性系数,d为一特征长度。例如流体流过圆形管道,则d为管道的当量直径。

2、利用雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流,也可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力。

㈦ 雷诺数的物理意义是什么

雷诺数一种可用来表征流体流动情况的无量纲数。Re=ρvd/μ,其中v、ρ、μ分别为流体的流速、密度与黏性系数,d为一特征长度。例如流体流过圆形管道,则d为管道的当量直径。利用雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流,也可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力。

知识拓展

雷诺数的科学定义指出,它是运动物体上的惯性力与黏性或摩擦力之间的比率。让我们尝试了解这些力量的作用。当您以一定的速度奔跑并尝试停止时,身体需要保持一定的力量,因为它希望继续奔跑。同样,处于静止状态的身体首先需要推动或某种形式的力量才能开始跑步,因为它想要继续处于静止状态。人体避免变化并继续保持其静止或运动状态的这种趋势称为惯性。惯性性质是牛顿提出的,它是物理学中最基本和普遍适用的物理定律之一。

㈧ 雷诺数的物理意义

最直观的意义就是判断流体的流态是层流还是紊流,以及紊流的激烈程度。

雷诺数的意义是惯性力和粘性力的比值,高雷诺数下,惯性力是粘性力的很多倍,此时粘性力无法维持流动的稳定性状态,所以会发生湍流。但是湍流也和其它很多因素有关系,比如内部的各种扰动,壁面粗糙度等等,不只是和雷诺数有关。

(8)雷诺数与哪些因素有关其物理意义是什么扩展阅读

雷诺数较小时,粘滞力对流场的影响大于惯性,流场中流速的扰动会因粘滞力而衰减,流体流动稳定,为层流;反之,若雷诺数较大时,惯性对流场的影响大于粘滞力,流体流动较不稳定,流速的微小变化容易发展、增强,形成紊乱、不规则的紊流流场。

物体在不可压缩粘性流体中作定常平面运动时,所有的无量纲数由两个参数确定:攻角α和雷诺数Re。除了要求模型和实物几何相似外,还必须保证攻角和雷诺数相等。

㈨ 雷诺数的物理意义是什么

雷诺数Re的意义可以理解如下:U/(/L),流速与流速之比。流速U是水流流速,是惯性;流表征粘性和阻力的‘速度’。Re大,表明水流惯性强过粘性阻力。L/(/U),长度与长度之比。长度L系一物理长度,可以是水深,亦可以是管径。长度/U表征水流粘性的长度。Re很大时,粘性长度相对较小,对水流影响小,因此流动以惯性为主。雷诺数的意义是惯性力和粘性力的比值,高雷诺数下,惯性力是粘性力的很多倍,此时粘性力无法维持流动的稳定性状态,所以会发生湍流。但是湍流也和其它很多因素有关系,比如内部的各种扰动,壁面粗糙度等等,不只是和雷诺数有关。其实要想知道湍流产生的原因,可以搜下有关流体稳定性和层流失稳的问题,我们现在在学湍流的课程,用的是是勋刚《湍流》,这书不错,可以看下。

㈩ 雷诺数的定义式及物理意义(什么是雷诺数(说明其物理意义)

1.雷诺数的表达式是Re=vd/γ,雷诺数一种可用来表征流体流动情况的无量纲数,Re=vd/γ,其中v、ρ、μ分别为流体的流速、密度和黏性系数,d为一特征长度。

2.例如流体流过圆形管道,则d为管道的当量直径。

3.利用雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流,也可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力。

4.雷诺数是流体力学中表征粘性影响的相似准则数。

5.为纪念雷诺而命名,记作Re。

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