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泊肃叶定律和雷诺数
13.23
在水平管道中的层流中,流速定义为两点间压差与流动阻力的比值。
此处,阻力与黏滞系数和管长成正比,与管半径的四次方成反比。结合流量方程,该关系可导出层流的泊肃叶定律。
若假设黏度保持不变,则管子半径的微小减小将导致流速显著降低。为了维持相同的流速,必须相应地增加压力差。
同样,在恒定温度下,黏性较大的流体比黏性较小的流体更难流过管道。
雷诺数是一个用于判断流体流动是层流还是湍流的数值。
若雷诺数低于2000,流动为层流;若雷诺数大于3000,则为湍流。在2000至3000之间时,流动处于不稳定状态,可能表现出混沌行为。
由于压力差,水平管中的任何流体都可以流动——流体从高压流向低压。 流量 (Q) 是通过水平管的压差与阻力之比。 压差越大,流量越大。 流阻表示为:
当与流量 (Q) 结合时,该关系给出了管中不可压缩流体层流的泊肃叶定律。
除压力外,所有影响流量的因素都包含在阻力中。 阻力取决于管的尺寸和流体的粘度。…