简述(雷诺数 扩展定义)

相同注释(一、定义 二、表达式)

管道雷诺数Rep与速度比V/Vmax的关系

雷诺系数的应用实例(流体的粘度 流体的密度)

简述

雷诺数

中文名称：雷诺数 。英文名称：Reynolds number 。雷诺根据实验结果指出，水流流动型态由下列因素决定：（1）流速。流速小时容易出现层流，流速大时则发生紊流；（2）管道直径。在其他条件不变的情况下，管道直径小易发生层流，直径大易发生紊流；（3）粘滞性。粘滞性大的水体易发生层流，粘滞性小的水体易发生紊流，雷诺把这几个因素综合在一起，得出：Re=vd/r 式中;Re为雷诺数，d为管道直径，v为管道中平均流速，r为液体运动粘滞系数。

扩展定义

定义1

流体运动中惯性力对黏滞力比值的无量纲数Re=UL/ν 。其中U为速度特征尺度，L为长度特征尺度，ν为运动学黏性系数。

所属学科：大气科学（一级学科）；动力气象学（二级学科）

定义2 表征流体运动中黏性作用和惯性作用相对大小的无因次数。

所属学科：电力（一级学科）；通论（二级学科）

定义3 衡量作用于流体上的惯性力与黏性力相对大小的一个无量纲相似参数，用Re表示，即Re=ρvl/η，式中ρ——流体密度；v——流场中的特征速度；l——特征长度；η——流体的黏性系数。

所属学科：航空科技（一级学科）；飞行原理（二级学科）

定义4 表征流体运动中黏性作用和惯性作用相对大小的无因次数。

所属学科：水利科技（一级学科）；水力学、河流动力学、海岸动力学（二级学科）；水力学（水利）（三级学科）

相同注释

一、定义

雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参数。

二、表达式

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。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：

l υ——流体的平均速度；

l l——流束的定型尺寸；

l ρ、η一一在工作状态；流体的运动粘度和动力粘度

l ρ——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。对于任意截面形状的管道，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形状管道的当量直径，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(这里的过渡状态是指流体的流动状态是介与层流与湍流之间的一种中间状态，而不同流体的从层流彻底转变为湍流的雷诺数并不相同）。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。

试验表明，外部条件几何相似时(几何相似的管子，流体流过几何相似的物体等)，若它们的雷诺数相等，则流体流动状态也是几何相似的(流体动力学相似)。这一相似规律正是流量测量节流装置标准化的基础。可见，雷诺数确切地反映了流体的流动特性是流量测量中常用的参数．

雷诺数的流量表达式为：

M——被测介质的质量流量kg/h：

Q——被测介质的容积流量m/h；

D——管道内径mm；

v——工作状态下被测介质的动力粘度Pa·S

p——工作状态下被测介质的运动粘度m2/s

式中的常数值，依式中各参数的单位不同而异。当采用非式中指定的单位时，常数值应作相应的修正。

在使用雷诺数时，应注意其对应的定型尺寸。一般在给出的雷诺数Re的右下角注以角码，表明对应的定型尺寸。在节流装置的标准中，对管道直径D而言的雷诺数记作ReD，而对节流元件孔径d而言的雷诺数记作Red，两者的关系式为ReD=βRed，式中的β为分流元件的直径比，即β=d/D，使用时应注意。

管道雷诺数Rep与速度比V/Vmax的关系

试验表明，外部条件几何相似时(几何相似的管子，流体流过几何相似的物体等)，若它们的雷诺数相等，则流体流动状态也是几何相似的(流体动力学相似)。这一相似规律正是流量测量节流装置标准化的基础。可见，雷诺数确切地反映了流体的流动特性是流量测量中常用的参数． / H: p! w+ Q6 L G

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p——工作状态下被测介质的运动粘度m2/s

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式中的常数值，依式中各参数的单位不同而异。当采用非式中指定的单位时，常数值应作相应的修正。

在使用雷诺数时，应注意其对应的定型尺寸。一般在给出的雷诺数Re的右下角注以角码，表明对应的定型尺寸。在节流装置的标准中，对管道直径D而言的雷诺数记作ReD，而对节流元件孔径d而言的雷诺数记作Red，两者的关系式为ReD=βRed，式中的β为分流元件的直径比，即β=d/D，使用时应注意。9 }7 Q5 M9 j+ W2 m# R: w5 S+ n

雷诺系数的应用实例

流体的粘度

举一个不太文雅的例子，臭屁不响，响屁不臭其实也是有充分的科学理论来支持的。

这里就涉及到一个雷诺系数的问题，大家知道屁是流体，而雷诺数是一个表征流体惯

性力与粘性力之比的无量纲量，其定义为：

Re=Lup/μ

　式中u为流体流动速度；L为流场的几何特征尺寸（如物体的直径）；p为流体的密度；

μ为流体的粘度。

雷诺数是流体流动中惯性力与粘性力比值的量度。

所以，在相同的速度，相同的屁眼，相同的密度（由于硫化氢密度和空气相差无几，所以其含量多少对整体屁的密度影响不大）下，雷诺数的大小完全取决于μ，即流体的粘度。

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。

由于屁里面总会混有硫化氢，它们大多来自黏液，所以当硫化氢的含量增加时，其μ值，即流体的粘度越大，又Re=Lup/μ，所以随着硫化氢含量的增加（即屁的臭度增加），Re会降低。也就是说，你放的屁越臭，Re会越小，气体越容易保持层流状态。此时气体运动是顺利的，有条不紊的。

而屁越不臭，Re会越大，气体运动会由层流转化为紊流，也可以说是湍流，此时，气体内部运动不规则，容易产生冲撞，于是空气的振动会发出不雅的声响。

流体的密度

另外根据式：Re=Lup/μ，可知，如果想让放屁不响，即使Re值变小，可以适当减小L和u的值，即减小气体速度或扩大屁眼直径。

所以，在放屁时，保持心平气和的状态慢放慢收会有效的降低噪音；而且站着或蹲着放屁比坐着放屁噪音要小，这就是为什么很多人坐着想放屁的时候会先把屁股的一侧翘起来再放，因为这样会暂时扩大屁眼的直径，有效降低Re数，降低噪音。至于屁的密度和粘度，则非人力所能控制，此两项数值与本人的食物状况和身体状况有恙，不能即时控制。