雷诺数什么是雷诺数？它意味着什么？

2022-01-11 19:35

科学界充满了数字。不同的参数用于定义特定的流程或实体，这使得信息流非常简单。普遍接受的规范和单位在人类进步中起着至关重要的作用。在世界各地不同实验室工作的不同科学家团队可以有效地分享他们的研究成果，因为科学术语在全世界都有相同的含义。

传奇:欧雷诺

雷诺数就是这样一个广泛应用于科学领域的参数。雷诺数的概念最早是由乔治·斯托克斯在1851年提出的，并以O.Reynolds的名字命名，在19世纪末得到了普及。那么，这个特殊的雷诺数是多少？这是什么意思？

雷诺数是多少？

每当一个物体在任何一种环境中运动，都会改变周围的环境，从而承受这种变化所带来的力。例如，考虑一个游泳者在水中移动。当他在水中行进时，他将水分子从它们的位置移开，然后水分子试图通过对游泳者的运动施加力来恢复它们的初始位置。当这种物体流过任何一种流体时，它的流动阻力将由一个叫做雷诺数的无量纲量来预测，进而预测它的流动方式。这个概念适用于除了真空以外的任何环境中任何物体的运动，真空没有分子。传感器中的雷诺数用于预测流体的空气动力学和流动模式。

传说:水分子试图通过对游泳者的运动施加力来恢复它们的初始位置

雷诺数是什么意思

1.惯性力

雷诺数的科学定义表明，它是惯性力与运动物体上的粘性或摩擦力之比。让我们试着理解这些力量的作用。当你以一定的速度跑步并试图停下来时，你的身体需要保持一定的力量，因为它想保持跑步。同样，一个静止的身体在开始奔跑之前需要推动或某种形式的力量，因为它想保持静止。人体避免变化并保持静止或运动状态的倾向称为惯性。惯性是牛顿提出的，是物理学中最基本、最普遍适用的物理定律之一。

传说:在行驶的汽车上，由于惯性力很容易摔倒

2.粘性

与惯性相比，粘性或粘滞力是一个相对较新的概念，它是由法国物理学家让-路易-马利埃皮赛尔于1829年在研究人体血液循环时发现的。它测量流体对变形的阻力。当流体运动时，不同层之间存在摩擦，试图阻止流体的自由运动。摩擦力是根据粘度来量化的，粘度通常被称为液体的“粘度”。当流体运动时，保持其运动的惯性力和试图阻止其运动的粘滞力之间存在持续的斗争。雷诺数只是显示谁赢了这场战斗的一个指标。

图例:不同流体的粘度

如果粘性力占主导地位，我们就有了层流。如果惯性力起主导作用，流体将变得湍流。雷诺数表示这两个运动中哪一个占主导地位。

3.层流

层流或平滑流描述了一种理想的流动类型，其中流体在无限小的平行层中移动，两层之间没有中断。流体以规则的路径平滑传播，您可以随时预测特定粒子的位置。这种流动中的流体层被认为是相互滑动的，粘性力不起作用。例如，考虑粘性流体平稳地流过一个或多个管道，并且由于其粘性，流体在与表面接触的边缘处的速度为零，而其速度朝向管道横截面的中心增加，这是层流的完美例子。

图例:机翼上的气流空是层流的极好例子

层流的日常例子包括飞机机翼上的气流，雷诺数和层流之间的关系取决于流体流动表面上存在的系统类型。对于管道中的流动，层流通常发生在1800雷诺数以下。对于平板上的流量，这个数字上升到50万。

4.动荡

湍流与层流相反。它涉及流体的不规则波动和混合，这使得它的路径不可预测。这种排放的特点是流体速度和压力发生前所未有的混乱变化。流体颗粒动能过大，有助于克服表面的粘性。以一座大坝为例:当它的闸门突然打开时，水以随机的顺序涌出，占据了它能占据的任何空空间，这就是湍流的一个例子。从这个意义上说，即使潮流看起来很平缓，但河流和风的流动通常是湍流的。