无量纲数的介绍及意义
在工程中，利用正态量进行分析和数值分析是很困难的。它们不解释任何结果，只能用作系统的输入和输出。系统及其行为的处理和清晰的理解是通过无量纲的量完成的。在本文中，我们将学习雷诺数，它的起源，意义，以及在工程中的应用。
雷诺数的定义
雷诺数是一种用于预测流体流动特性的无量纲量，在观察流体运动中起着重要作用。流动特性(层流和紊流)用雷诺数表示。任意流体流动雷诺数的计算公式为:
还读:
雷诺数的历史和起源
无因次量理论是Stokes在研究球体上的阻力时首先发现的。1883年，一位名叫奥斯本·雷诺兹的科学家进行了一项将染料浸入水中的实验。研究的目的是找出速度与流体流动特性之间的关系。经过几次实验，他发现了流体的流动模式，并根据速度、密度和流动粘度将其表征为层流和紊流。给出速度与流体流动特性关系的无因次量称为雷诺数。
由Osborne Reynolds设置
流体流动行为的可视化
雷诺数对流体流动的意义
雷诺数的起源是为了预测流体流动的性质。通过计算流体流动参数得到的值表明了它的行为。要理解雷诺数的意义，我们需要了解外部流和内部流。
外部流程:当流体流动不受固体限制时，称为外流。示例包括在车辆上的流动，在建筑物上的流动等。
图:外部流的例子
内部流程:当流体被固体束缚时，称为内流。示例包括管道内的流动，汽车电池内的流动，等等。
图:内部流动的例子
对两种流动形式的雷诺数进行了差分计算。根据计算值，我们可以预测流的类型。为了让你更了解雷诺数，请参阅下表:
为内部流程,
| 0 < = < = 2000 | 层流 |
| 2000年< < = 4000 | 从层流到紊流的转变 |
| 4000年<再保险 | 湍流 |
对于外部流,
| 0 < = < = 100000 | 层流 |
| 100000年< < = 500000 | 从层流到紊流的转变 |
| 500000年<再保险 | 湍流 |
雷诺数的主要优点是它更容易计算每一种流动和更容易可视化的流体流动。
应用程序
采用雷诺数进行流动预测，并发展数值策略或实验策略来观察流动行为。我们将流体流动的速度、压力和尺寸作为输入。然后我们计算雷诺数来发展解决问题的策略。在制定策略时，一个小小的错误就会使我们偏离真正的解决方案。
例如，考虑以给定速度流过车辆的气流。雷诺数将决定我们是否考虑流的涡流(对于紊流)。如果我们不正确地预测它，我们将得到错误的结果，车辆将不能正常运行(需要大量的燃料需求)。因此，雷诺数被认为是所有流体流动分析的重要前提。
常见问题
问题1 .。在过渡阶段考虑哪种类型的流体流动?
回答- - - - - -这取决于具体情况和你的电脑状况。如果你在过渡阶段有一个接近紊流的值，并且有一个优秀的模拟计算机，那就选择紊流。如果没有，那就选择层流。
问题2 .。如何确定任何固体的特征长度?
回答- - - - - -任何固体的特征长度都是实验确定的，没有公式可以预测。我们需要记住某些固体的特征长度。例如，在管道中流动的特征长度等于管道的半径等。
问题3 .。什么是惯性力和粘性力?
回答- - - - - -惯性力是使物体保持静止和运动状态的力。粘性力是由于粘性而产生的阻力。
引用:
- https://news.cision.com/ansys-sweden-ab/i/discovery-live-internal-flow-valve-a,c2215773/
- https://en.wikipedia.org/wiki/Reynolds_number: ~:文本= % 20雷诺兹% 20 % 20 % 20,% 20的% 20室内% 20 % 20管。
