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B2.6 几种流动分类
B2.6.1 层流与湍流
粘性流体流动按流场的结构形态可分为:
层流：流动是有规则的，有层次的，稳定的；
湍流：流动是无规则脉动的，有强烈的掺混性和涡旋性。
英国的雷诺（O.Reynolds,1883）通过圆管定常流动系列实验发现，层流与湍流的转换取决于一个组合的无量纲数
Re=pVd/u(B2.6.1)
式中 V为平均速度，d为直径， p， μ 分别为流体密度和粘度。为纪念雷诺，后人将此量称为雷诺数。 历史上三个著名实验（图B2.6.1）
图B2.6.1
① 德国的哈根（G.H.L.Hagen,1839）在黄铜管定常流中测量压强损失hf 与平均速度V的关系；
② 雷诺（1883）用红色染液显示玻璃管中的流态，发现雷诺数；
层流区
过渡区
湍流区
③ 美国的德雷顿（H.Dryden,1934）首次用热线测速仪测量到湍流脉动。
层流区
过渡区
湍流区
实验结果
当雷诺数较小时，染液线为一条平滑直线；测速信号也是一条平滑直线；hf 与V 呈线性关系。
当雷诺数逐渐增大后，染液开始波动；测速信号发生间歇性脉动，说明流动开始向不稳定状态转变；hf 与V 关系不确定。
当雷诺数继续增大后，染液线突然变得模糊，并弥散到整个管内；测速信号变为连续不断的随机脉；hf 与 V成1.75~2次关系。（图B2.6.2）
图B2.6.2
综合多种实验结果，临界雷诺数为
Reα=2300 (B2.6.2)
当Re<2300时流动必为层流，Re>2300时将发生湍流。
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