《化工原理》课程教学资源（讲稿）第1章 流体流动-3

流体流动现象1.4件二1.4.1流动类型和雷诺准数Re一.Reynolds实验(a)(b)1-小瓶2-细管3-水箱4-水平玻璃管5-阀门6-溢流装置c图1-28雷诺实验装置

一.Reynolds实验 1.4.1 流动类型和雷诺准数Re 1.4 流体流动现象

?雷诺实验装置示踪液溢流阀门关闭，管内没有流体流动院

元(一)稳定流动形态院层流高等化学教学资源库高等教育出版社

小元不稳定过渡形态院过渡态等化学教学资源库高等教育出版社

大(二)稳定流动形态S瑞流高等化学教学资源库高等教育出版社

流动类型晶课件大学用红墨水观察管中水的流动状态学院层流(a)1、当流体在管内流动时，其质点始终沿着与管轴平行的方或滞流。向作直线运动，质点间互不混合，称为层流，过渡流学(b)晶课学院VRR瑞流KNc2、当流体在管内流动时，如实验中，有色液体与水迅速混合表明各质点的速度大小和方向都随时发生改变。质点间互相碰撞、混合，称为流，或紊流

流动类型 用红墨水观察管中水的流动状态 (a) 层流 (b) 过渡流 (c) 湍流 1、当流体在管内流动时，其质点始终沿着与管轴平行的方 向作直线运动，质点间互不混合，称为层流，或滞流。 2、当流体在管内流动时，如实验中，有色液体与水迅速混合， 表明各质点的速度大小和方向都随时发生改变。质点间互相碰 撞、混合，称为湍流，或紊流

两种稳定的流动状态：层流、流。王晶课件奥工大学层流：化学化工学院流体质点做直线运动：1流体分层流动，层间不相混合、不碰撞；K流动阻力来源于层间粘性摩擦力。瑞流：王晶课件主体做轴向运动，同时有径向脉动；里工大学特征：流体质点的脉动化工学院学院东理过渡流：不是独立流型（层流+流）流体处于不稳定状态（易发生流型转变）

湍流： 主体做轴向运动，同时有径向脉动； 特征：流体质点的脉动 。 层流： * 流体质点做直线运动； * 流体分层流动，层间不相混合、不碰撞； * 流动阻力来源于层间粘性摩擦力。 过渡流： 不是独立流型（层流+湍流）， 流体处于不稳定状态（易发生流型转变）。 两种稳定的流动状态：层流、湍流

二.Reynold数一一层流的判据1.实验发现：一定温度和压力下，影响流动型态的主要因素是：①流体流速；②管道直径；③流体粘度；④流体密度：操作参数流体性质设备情况Reynolds 由实验归纳出一个判定流体流动型态的准数,称雷诺数。kgmm3dupmS00kg称无因次准数或无因次数群Re=mSCN. s/m山2.Re数大小与流动型态：层流Re4000

流体性质 Reynolds 由实验归纳出一个判定流体流动型态的准数,称雷诺数。 二. Reynold数——层湍流的判据 1.实验发现:一定温度和压力下，影响流动型态的主要因素是: ① 流体流速; ② 管道直径; ③ 流体粘度; ④ 流体密度： 操作参数 设备情况 2. Re数大小与流动型态: Re4000 湍流 一般,流体在管内流动   0 0 0 2 3 Re m kg s N s m m kg s m m du               称无因次准数或无因次数群

层流、流的本质区别：流体内部质点的运动方式：本质区别，不在Re不同层流：流体在管内流动时，其质点沿与管道中心线和平行的方向运动,与其侧旁位置的流体不发生宏观混合，又称滞流。瑞流：质点在管中作不规则运动.流体整体流向虽不改变，但质点的运动速度和方向却随时间变化，质点之间相互碰撞，又称紊流。基本特征是出现脉动速度y时均量与脉动量MR13O9流中的速度脉动

y R u y 层流、湍流的本质区别: 层流:流体在管内流动时，其质点沿与管道中心线和平行的方向 运动,与其侧旁位置的流体不发生宏观混合，又称滞流。 湍流:质点在管中作不规则运动,流体整体流向虽不改变,但质点的 运动速度和方向却随时间变化，质点之间相互碰撞，又称 紊流。基本特征是出现脉动速度。 流体内部质点的运动方式:本质区别,不在Re不同 湍流中的速度脉动 时均量与脉动量

例1-18求20℃时煤油在圆形直管内流动时的Re值，并判断其流动型态。已知管内径为50mm，煤油在管内的流量为6m3／h，20℃下煤油的密度为810kg／m3，粘度为3×10-3Pas。解：已知d=0.05m，p=810kg/m3，μ=3×10-3Pas煤油在管内的流速为V6/3600=0.849m/su=0.785d20.785×0.052于是dup0.05×0.894×810Re:=1.146×104>40003×10-3u所以流动为流