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流体力学雷诺实验

我们讨论的是 动能修正系数和动量修正系数 粘性流吸收的功率 轴颈轴承的粘性阻力 步进轴承的粘性阻力 轴环轴承的粘性阻力还有层流和湍流的区别,在流体力学主题中,在我们最近的帖子中。

在这篇文章的帮助下,我们将继续探索流体力学中雷诺实验的基础知识。

雷诺实验

正如我们所知,为了确定流动类型,我们使用雷诺数计算,并根据雷诺数确定流动类型。让我们看看基于雷诺数确定流动类型的基础知识。

雷诺数的值可用下列公式计算

Re=ρV D/μ
在那里,
V=液压流体即液体的流速(m/s)
D =管径(m)
μ=粘度(泊)

雷诺在1883年用一个实验解释了这个概念。雷诺得出结论,管道中从层流到紊流的转变不仅取决于速度,而且还取决于管道的直径和流经管道的流体的粘度。

雷诺实验装置

雷诺实验装置如下所述
  1. 以恒定水头盛水的水箱
  2. 装有一些染料的小槽
  3. 一端有喇叭口入口,另一端有调节阀的玻璃管

雷诺实验装置
现在我们将允许水从水箱通过玻璃管。这里提供了调节阀,以改变流经玻璃管的水的速度。

我们将在玻璃管中引入一种液体染料,其比重与水相同,如下图所示。

雷诺德的观察

观察我

当水流速度较低时,染料长丝在玻璃管内呈直线状。在玻璃管中可以看到,染料长丝呈直线状,平行于玻璃管壁。

以上为层流流动的例子。因此,当水流通过玻璃管的速度较低时,水流的类型将是层流。

下图(此处显示为图a)表示水以低速流过玻璃管的情况。

观察二世

现在,在调节阀的帮助下,流速增加了。染料长丝在玻璃管中不会呈直线形式。在玻璃管中可以看到,染料长丝现在是波浪形的。

以上是流体流动过渡的实例。因此,当水流通过玻璃管的速度增加时,水流的类型为过渡流。过渡流是指层流和湍流之间的流动。

下图(此处显示为图b)表示通过玻璃管的过渡流情况。

观察三世

现在,在调节阀的帮助下,流速再次增加。波浪状的染料长丝将断裂,最终扩散到水中,如下图所示。

在玻璃管中可以看到,染料丝液体的颗粒在这个较高的水流速度下以随机和不规则的方式移动。水与染丝的颗粒混合强烈,水流会随机、不规则、无序。

上述条件是紊流的例子。因此,当水流速度较高时,水流类型将为紊流。

下图(此处显示为图c)表示通过玻璃管的湍流情况。
在层流流体流动的情况下,压头损失将与流体流动速度成比例。

而在紊流情况下,压头损失将与流体流速的平方近似成正比。

进一步,我们将继续寻找 管流中的摩擦损失 在流体力学的主题中,借助我们的下一篇文章,推导由于管道中的摩擦而导致的水头损失的表达式。

你有什么建议吗?请在评论框中留言。

参考:

流体力学,作者:R.K.Bansal
图片由:谷歌

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6评论:

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