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雷诺实验相关问题及解决 2014/2/28
 

1、层流、紊流两种水流流态的外观表现是怎样的?

答:层流:质点有规律地作分层流动,管内颜色水成一股细直的流束,运动要素无脉动现象。  

紊流:质点互相混渗作无规则运动,管内颜色水成直线抖动、断续或是完全散开,最终与周围清水迅速相混,运动要素发生不规则的脉动现象

2、雷诺数的物理意义是什么?为什么雷诺数可以用来判别流态?

答:雷诺数物理意义:惯性力与粘性力之比,是表征流动状态的一个无因次数。

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)

因层流与紊流所处的状态不同,故数值大小也不同,所以可以用雷诺数来差别流态,数值大于临界值的为紊流,小于临界值的为层流。

3、临界雷诺数与哪些因素有关?为什么上临界雷诺数和下临雷诺数不一样?

答:临界雷诺数与流速、管径、流体的动力粘度及流体的密度有关。

上临界雷诺数和下临雷诺数之所以不一样是因为混乱无章的流动所具有的惯性力大于层流的粘性力;当从层流变成紊流时,粘性力逐渐减小,惯性力逐渐增大,因为不同的力所主导的作用不一样,所以上临界雷诺数和下临雷诺数不一样。

4、流态判据为何采用无量纲参数,而不采用临界流速?

答:流速只能代表惯性力。雷诺数是惯性力与粘性力之比。判断一个流态是层流还是湍流要看它的雷诺数是否超过临界雷诺数。只看速度是不够的,比如两个相同速度的流动,一个在光滑的管内进行,一个在粗糙的管内进行,则光滑管中的可能保持为层流,而粗糙管中的可能已是湍流。可见速度并不能说明问题的实质。

5、破坏层流的主要物理原因是什么?

答:是流体质点掺混,互相碰撞所造成的惯性阻力作用大于粘性力作用,因此而导致层流的破坏。

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