流体力学简介
工程流体力学是研究流体(液体和气体)在静止和运动状态下的力学规律及其工程应用的学科。它是工程学科的重要基础,广泛应用于水利工程、航空航天、机械工程、化工工程等领域。
流体力学的核心内容包括流体的基本性质、流体静力学、流体动力学、流动阻力与能量损失、相似原理与量纲分析等。
雷诺数 (Reynolds Number) 定义
雷诺数是流体力学中用来表征流体流动特性的无量纲数,以英国物理学家奥斯本·雷诺 (Osborne Reynolds) 命名。它反映了流体流动中惯性力与粘性力的相对大小。
雷诺数是判断流体流动状态的重要参数,它决定了流体是层流还是湍流。
计算公式说明
雷诺数 (Re) 的计算公式为:
Re = ρ × v × d / μ
ρ (rho)
流体密度,单位为 kg/m³。
v
流体流速,单位为 m/s。
d
管道内径,单位为 m。
μ (mu)
流体动力粘度,单位为 Pa·s。
流动状态划分
根据雷诺数的大小,可以将流体流动划分为三种基本状态:
层流 (Laminar Flow)
Re < 2300
流体流动呈现分层流动,各层之间互不混合,流动平稳。
过渡流 (Transitional Flow)
2300 < Re < 4000
流动状态不稳定,介于层流和湍流之间。
湍流 (Turbulent Flow)
Re > 4000
流体流动呈现不规则的混合运动,存在大量的漩涡和脉动。
常见问题 (FAQ)
如何选择流体的动力粘度?
动力粘度是流体的重要物理性质,随温度变化而变化。可以通过流体力学手册、物理性质数据库或实验测量获得。
雷诺数适用于所有流体吗?
雷诺数适用于牛顿流体和非牛顿流体,但对于非牛顿流体,需要考虑其粘度的剪切依赖性。本计算器主要用于牛顿流体的计算。