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（已结束）-工控擂台-如何判断液压系统中的层流和紊流
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发表于： 20:24:42 楼主
如何判断液压系统中流动的的液体是层流还是紊流？液体在管道中的流动状态和那些因素有关？
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加TA为好友 发表于： 21:05:25 1楼
流体在流动时，通过雷诺实验，可以看到存在几种不同的流动状态，为区别这些不同的流动状态一般将其定义为层流和紊流。在低速流动时，液体质点互不干扰，液体的流动呈线性或层状，且平行于管道轴线，此种流动状态称为在层流；当流速大时，液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动外，还存在着剧烈的横向运动，此种流动状态称为紊流。
　层流和紊流是两种不同性质的流态。层流时，液体流速较低，质点受粘性制约，不能随意运动，粘性力起主导作用；但在紊流时，因液体流速较高，粘性的制约作用减弱，因而惯性力起主导作用。除此之外还还存在一种介于层流和紊流之间的状态------过渡状态。液体流动时究竟是层流还紊流，须用雷诺数来判别。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＝为过渡状态。所以判断流动状态就要确定介质的临界雷诺数。
关于雷诺数：实验表明，液体在圆管中的流动状态不仅与管内的平均流速ｖ有关，还和管径ｄ、液体的运动粘度有关，但是真正决定液流流动状态的是用这三个数所组成的一个称为雷诺数Re的无量纲数，即
　　液体流动时的雷诺数若相同，则它的流动状态也相同。另一方面液流由层流转变为紊流时的雷诺数和由紊流转变为层流的雷诺数是不同的，前者称为上临界雷诺数，后者为下临界雷诺数，后者数值小，所以一般都用后者作为判别液流状态的依据，简称临界雷诺数，当液流的实际流动时的雷诺数小于临界雷诺数时，液流为层流，反之液流则为紊流，常见的液流管道的临界雷诺数可由实验求得。
　　对于非圆截面管道来说，Re可用下式来计算
式中，R为通流截面的水力半径。它等于液流的有效截面积A和它的湿周(通流截面上与液体接触的固体壁面的周长)之比，即
　　水力半径大小对管道通流能力影响很大。水力半径大，表明液流与管壁接触少，通流能力大；水力半径小，表明液流与管壁接触多，通流能力小，容易堵塞。
&&&&&&&& 液体在管道中的流动状态，主要受临界雷诺数影响。而雷诺数受到流动状态、流速分布的影响，具体说包括v、&、&、r 等，分别为流体介质的流速、密度、黏性系数和特征线度（r 是与管道的形状有关的参数变量，不同形状时的r 的具体定义量不同，例如流体流过圆形管道，则r就定义为管道半径）。
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加TA为好友 发表于： 22:41:35 2楼
先搞清楚过渡流、层流、紊流几个词语的概念
层流（Laminar Flow）
亦称片流，是指在流速较小时，液体质点作有条不紊的有序的直线运动，水流各层或各微小流束上的质点彼此互不掺混的流 动。 例：毛细血管中血液流动,流速很小的细直管道流动等等。
过渡流（Transitional flow）
是层流与紊流之间的过渡阶段。
紊流（Turbulent Flow）
亦称湍流，是指随流速增大，流层逐渐不稳定，质点相互混掺，液体质点运动轨迹极不规则的流动。例：输油管道，天然河道，大气环流、洋流、动脉中血液的流动等等。
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加TA为好友 发表于： 22:50:51 3楼
2、雷诺实验
1882年，英国科学家雷诺(Osborne Reynolds)做了著名的雷诺实验，试图找到流动中由于粘性存在而产生的能量损失规律。
从实验结果中很清楚的可以分辨出过渡流、层流、紊流
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加TA为好友 发表于： 22:54:33 4楼
3、三种流动状态，及其相关因素
　　紊流[1]是流体力学中的一个术语， 是指流体从一种稳定状态向另一种稳定状态变化过程中的一种无序状态。具体是指流体流动时各质点间的惯性力占主要地位，流体各质点不规则地流动。水利工程所涉及的流动，一般为紊流。
　　紊流一般相对&层流&而言。一般用雷诺数判定。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＝为过渡状态。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与最大流速的比值也是不同的。因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流动特性。
　　laminar flow
　　层流是流体的一种流动状态。流体在管内流动时，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。此种流动称为层流或滞流，亦有称为直线流动的。流体的流速在管中心处最大，其近壁处最小。管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5，根据雷诺实验，当雷诺准数[1]Re&2320时，流体的流动状态为层流。
　　粘性流体的层状运动。在这种流动中，流体微团的轨迹没有明显的不规则脉动。相邻流体层间只有分子热运动造成的动量交换。常见的层流有毛细管或多孔介质中的流动、轴承润滑膜中的流动、绕流物体表面边界层中的流动等。层流只出现在雷诺数Re（Re＝&UL／&)较小的情况中，即流体密度&、特征速度U和物体特征长度L都很小，或流体粘度&很大的情况中。当Re超过某一临界雷诺数Recr时，层流因受扰动开始向不规则的湍流过渡，同时运动阻力急剧增大。临界雷诺数主要取决于流动形式。对于圆管，Recr&2000，这里特征速度是圆管横截面上的平均速度，特征长度是圆管内径。层流远比湍流简单，其流动方程大多有精确解、近似解和数值解。层流一般比湍流的摩擦阻力小，因而在飞行器或船舶设计中，应尽量使边界层流动保持层流状态。
过渡流是流体的一种流动状态。当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，或称为片流；逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流；当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，称为湍流，又称为乱流、扰流或紊流。
这种变化可以用雷诺数来量化。雷诺数较小时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于黏滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的湍流流场。
流态转变时的雷诺数值称为临界雷诺数。一般管道雷诺数Re＜2300为层流状态，Re＞4000为湍流状态，Re＝为过渡状态。
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加TA为好友 发表于： 23:51:08 5楼
紊流：是指流体从一种稳定状态向另一种稳定状态变化过程中的一种无序状态。具体是指流体流动时各质点间的惯性力占主要地位，流体各质点不规则地流动。具有如下特点：
（1）紊流的不规则性（Irregularity）
紊流中流体质点的运动是杂乱无章、无规律的随机游动。但由于紊流场中含有大大小小不同尺度的涡体，理论上并无特征尺度，因此这种随机游动必然要伴随有各种尺度的跃迁。
（2）紊流的随机性（RandomBehavior）
紊流场中质点的各物理量是时间和空间的随机变量，它们的统计平均值服从一定的规律性。近年来随着分形、混沌科学问世和非线性力学的迅速发展，人们对这种随机性有了新的认识。
紊流的随机性并不仅仅来自外部边界条件的各种扰动和激励，更重要的是来自于内部的非线性机制。混沌的发现，大大地冲击了&确定论&，确定的方程系统并不象著名科学家Laplace所说的那样，只要给出定解条件就可决定未来的一切，而是确定的系统可以产生不确定的结果。混沌使确定论和随机论有机地联系起来，使我们更加确信，确定的Navier－Stokes方程组可以用来描述紊流（即一个耗散系统受非线性惯性力的作用，在一定的条件下可能发生多次非线性分叉（Bifurcation）而最终变成混乱的结构）。
（3）紊流的扩散性
由于紊流质点的脉动和混掺，致使紊流中动量、能量、热量、质量、浓度等物理量的扩散大大增加，明显大于层流的情况。
层流：流体在运动过程中，各质点完全沿着管轴方向直线运动，质点之间互不掺混、互不干扰的流动状态称为层状流动，简称层流。
层流与紊流的区别和特点：
层流：流速较小时，各流层的液体质点是有条不紊地运动，互不混杂。
紊流：流速较大时，各流层的液体质点形成涡体，在流动过程中，相互混掺。
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加TA为好友 发表于： 23:54:09 6楼
层流，紊流，过渡流的特性是意图为：
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加TA为好友 发表于： 10:08:18 7楼
&&&&& 层流和紊流是两种不同性质的流态。（1）层流时，液体的流动是分层的，层与层之间互不干扰，液体流速较低，质点受粘性制约，不能随意运动，粘性力起主导作用；（2）紊流（湍流）时，液体流动不分层，做混杂紊乱流动，液体流速较高，粘性的制约作用减弱，惯性力起主导作用。
液体流动时，究竟是层流还是紊流，要用雷诺数来判定。
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加TA为好友 发表于： 11:15:56 8楼
层流紊流是一种人们为了研究液体的流动过程中假设的一个理想模型，在实际应用在没有绝对的紊流也没有决定的层流，因为介质在流动过程中管道不身器壁并不光滑，加上管道拐弯测量仪表的凸起、阀门的节流、垫片及流动的流速、介质的温度，造成介质在流动中不断的与物体发生碰撞，造成介质折向横向、行成紊流。而紊流的介质也有相对层间的运动，所以这个紊流、层流在实际应用中找不到一个理想的，只是一个模型。
我们研究层流、紊流是为了我们的需要，在检测管道中流量时，我们安装的仪表通常需要直管段，目的就是减少介质的紊流，增大介质的层流性。从而提高介质的测量精度。
因此管道中介质的层流紊流受介质的流速、温度、节流元件、管道弯头、阀门节流、检测仪表、泵出口等等影响，所以要想有一个比较稳定的层流介质，必须要有足够长的直管段。
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加TA为好友 发表于： 13:36:44 9楼
一、如何判断液压系统中流动的的液体是层流还是紊流？
1．层流和紊流
层流：液体质点互不干扰，液体的流动呈线性或层状，且平行于管道轴线；
紊流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动以外，还存在着剧烈的横向运动。
液流状态：
b）层流开始破坏
c）流动趋于紊流&
层流和紊流是两种不同性质的流态。
层流时，液体流速较低，质点受粘性制约，不能随意运动，粘性力起主导作用；
紊流时，液体流速较高，粘性的制约作用减弱，惯性力起主导作用。
液体流动时，究竟是层流还是紊流，要用雷诺数来判定。
液体在管道中的流动状态和那些因素有关？
实验表明真正决定液流流动状态的是用管内的平均流速v、液体的运动粘度&、管径d三个数所组成的一个称为雷诺数Re的无量纲数，即
上临界雷诺数和下临界雷诺数
临界雷诺数：
当液流的实际流动时的雷诺数小于临界雷诺数时，液流为层流，反之液流则为紊流。常见的液流管道的临界雷诺数可由实验求得。
雷诺数的物理意义：影响液体流动的力主要有惯性力和粘性力，雷诺数就是惯性力对粘性力的无因次比值。
对于非圆截面管道来说，Re可用下式来计算 Re＝4vR/&
式中 R为通流截面的水力半径。它等于液流的有效截面积A和它的湿周&（通流截面上与液体接触的固体壁面的周长）之比，即 R＝A /&
水利半径对管道通流能力影响很大，水利半径大，表明液流与管壁接触少，通流能力大；水利半径小，表明液流与管壁接触多，通流能力小，易堵塞。
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加TA为好友 发表于： 15:25:28 10楼
看液体流动的状态是否有分子间的横向流动。或者小漩涡，是否有混杂紊乱的运动。有是紊流，没有则是层流。
液体在管内流动的状态与管径和流速有关。
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加TA为好友 发表于： 22:12:56 11楼
&Re=ud/v雷诺数作用：用于判断液体的流动状态，是层流还是紊流；所求雷诺数小于其相应下临界雷诺数时，为层流；反之，所求雷诺数大于其相应下临界雷诺数时，为紊流。
u：表示液体流动时的平均流速。
d：表示液体流动通过的通流截面对应的水力直径；满圆管流动时，为管的直径。
v: 对应液体在相同条件下的运动粘度。
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加TA为好友 发表于： 09:11:12 12楼
紊流是流体力学中的一个术语， 是指流体从一种稳定状态向另一种稳定状态变化过程中的一种无序状态。具体是指流体流动时各质点间的惯性力占主要地位，流体各质点不规则地流动。
紊流一般相对&层流&而言。一般用雷诺数判定。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＝为过渡状态。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与最大流速的比值也是不同的。因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流动特性。
流体在管内流动时，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。此种流动称为层流或滞流，亦有称为直线流动的。流体的流速在管中心处最大，其近壁处最小。管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5，根据雷诺实验，当雷诺准数Re&2100时，流体的流动状态为层流。
粘性流体的层状运动。在这种流动中，流体微团的轨迹没有明显的不规则脉动。相邻流体层间只有分子热运动造成的动量交换。常见的层流有毛细管或多孔介质中的流动、轴承润滑膜中的流动、绕流物体表面边界层中的流动等。层流只出现在雷诺数Re（Re＝&UL／&)较小的情况中，即流体密度&、特征速度U和物体特征长度L都很小，或流体粘度&很大的情况中。当Re超过某一临界雷诺数Recr时，层流因受扰动开始向不规则的湍流过渡，同时运动阻力急剧增大。临界雷诺数主要取决于流动形式。对于圆管，Recr&2000，这里特征速度是圆管横截面上的平均速度，特征长度是圆管内径。层流远比湍流简单，其流动方程大多有精确解、近似解和数值解。层流一般比湍流的摩擦阻力小，因而在飞行器或船舶设计中，应尽量使边界层流动保持层流状态。
也就是说是层流还是紊流与不由速度决定，而由雷诺数决定
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加TA为好友 发表于： 14:07:13 13楼
俄靠，好深奥鸟~~~~~~~~~~~~~~~~~~&
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加TA为好友 发表于： 14:26:20 14楼
学习了&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
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加TA为好友 发表于： 22:36:41 15楼
雷诺数Re=vd/V 作用：判断液体流动的状态，当雷诺数小于临界雷诺数为层流当雷诺数大于临界雷诺数为紊流。
液体在管内流动的状态与管径和流速有关。 还和各种液体的不同特性有关。
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加TA为好友 发表于： 00:05:53 16楼
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层流和紊流
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各种类型无菌检查隔离器解析
大家在选择无菌检查隔离器时，常常会问&我应该买软舱体？还是硬舱体？是买紊流？还是层流？&首先告诉大家这些无菌隔离器都完全符合2015版《中国药典》法规要求；其次，这些隔离器本身没有好坏之分，关键是哪一种最适合你？软舱体和硬舱体无菌隔离器主要考虑因素如下：空间环境软舱体可拆卸成很小模块现场安装，不受原有房间、过道等因素限制。硬舱体基本上都难以拆卸（泰林可以做到部分拆卸），所以对房间有一定的要求，如果是新建厂房或打算对房间进行改造的问题不大。制造及维护成本软舱体为不锈钢+PVC膜结构，制造成本相对较低，后期维护主要是对操作舱PVC更换，一般使用5-7年（视检验量而定）。硬舱体为不锈钢+钢化玻璃结构，制造成本比软舱体要高，但后期不需要更换操作舱，抗老化性能更强。紊流和层流无菌检查隔离器的主要考虑因素如下：紊流是各流体微团间强烈地混合、不规则运动；层流是各流体微团彼此平行地分层流动，互不干扰。安装环境层流隔离器相对紊流隔离器对房间的高度要求更高，另外层流隔离器要求房间提供的风量也有一定的要求。制造成本及后期能耗层流隔离器比紊流隔离器制造成本要高，另外层流隔离器的无菌维持功率要比紊流高好几倍，使用能耗高；但如果涉及到需要在隔离器里进行无菌药品分装、称量等情况，建议使用层流隔离器。&
(来源：浙江泰林生物技术股份有限公司)
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