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什么是层流

更新时间:2024-04-03点击次数:238

层流是艾里卡特差压仪器工作原理的关键,使它们能够在非常宽的测量和控制范围内输出高精度的质量流量。


在本文中,我们简要讨论不同的流动类型,重点关注层流。


湍流、层流和过渡流

当流体流经通道时,可以将流体描述为湍流、层流或过渡流体。

                                                             

通过通道的湍流               通过通道的层流              通过通道的过渡流


湍流

湍流是最常见的流动类型。这种类型的流动是混沌的,其压力和速度在整个流道中变化很大。湍流并不存在于均匀的层中,而是在整个流道中混合。


其特征在于压降与流速的平方成正比。


层流

层流也称流线流,是平滑的、分层的。它更可能发生在较低流速、小流道和高粘度流体中。层流在整个通道上表现出均匀的速度分布。在通道中心附近流动的流体以最高速度移动,并且当其接近通道壁时可预测地减小。


在层流条件下,压降和流速之间存在线性关系。


过渡流程

过渡流表现出层流和湍流的特征。流体在通道边缘是层流流动,但在中心是湍流流动。湍流与层流的确切比例可以从几乎全部层流到几乎全部湍流变化。


使用过渡流精确计算压差读数非常困难,因为压降与定义不明确的多项式成正比。


你怎么知道流动是否为层流?

1800 年代末,奥斯本·雷诺兹提出了雷诺数 (Re)。该数字可用于预测特定条件下的流动类型。


雷诺数 (Re)

Re = 2ρVr/η

ρ = 流体密度;V = 平均流体速度;r = 流道的水力半径;η = 流体的绝对粘度

雷诺数通常*属于指示流动是层流、湍流还是过渡流的范围。

l 层流: Re < 2,000

l 过渡流量: 2000 < Re < 4,000

l 湍流: Re > 4,000

*这些数字可能会受到通道壁表面光洁度的极大影响。


将湍流转换为层流

要降低雷诺数并获得层流,您可以降低流速或流道尺寸。您还可以流动密度较低或粘度较高的流体。