雷诺数介绍

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。

式中的动力粘度η用运动粘度υ来代替，因η＝ρυ，则

式中：

lυ——流体的平均速度；

ll——流束的定型尺寸；

lρ、η一一在工作状态；流体的运动粘度和动力粘度

lρ——被测流体密度；

由上式可知，雷诺数Re的大小取决于三个参数，即流体的速度、流束的定型尺寸以及工作状态下的粘度。

用圆管传输流体，计算雷诺数时，定型尺寸一般取管道直径(D)，则

用方形管传输流体，管道定型尺寸取当量直径(Dd)。当量直径等于水力半径的四倍。对于任意截面外形的管道，其水力半径等于管道戳面积与周长之比．所以长和宽分别为A和B

的矩形管道，其当量直径对于任意截面外形管道

的当量直径，都可按截面积的四倍和截面周长之比计算，因此，雷诺数的计算公式为

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。下图表示光滑管道的雷诺数ReD与速度比V/Vmax的关系。