雷诺数(Reynolds number)是一个无量纲数,用于表征流体流动的特性,特别是在层流和湍流之间的过渡。雷诺数的计算公式如下:
\[ \text{Re} = \frac{\rho v d}{\mu} \]
其中:
\(\rho\) 是流体的密度(kg/m³)
\(v\) 是流体的流速(m/s)
\(d\) 是流体的特征长度(m)
\(\mu\) 是流体的粘度(Pa·s 或 kg/(m·s))
当流体流过圆形管道时,特征长度 \(d\) 可以取管道的直径。
雷诺数可以用来判断流体流动的状态:
当雷诺数较小时(一般小于2000),粘性效应占主导地位,流动为层流。
当雷诺数较大时(一般大于4000),惯性效应占主导地位,流动为湍流。
在2000到4000之间时,流动可能处于过渡状态。
雷诺数不仅在流体力学中有重要应用,还可以帮助工程师设计和优化流体输送系统、计算流体动力学(CFD)模拟等。