4.2 层流和紊流有什么不同?管道试验中,它们的水头损失特性有什么规律性的结果

Question

如题所述

Answer 1

层流和紊流是流体运动的两种不同状态，它们在水力学中有重要的意义。 层流是一种流体运动状态，流体中的质点沿着流动方向以等速运动，没有横向的混杂。这种运动状态在水力学中通常发生在流速较慢、管道直径较小、流体粘性较大等条件下。层流状态下的水头损失与流速的平方成正比，即水头损失与流速的1.5次方成正比。 紊流是一种流体运动状态，流体中的质点沿着流动方向具有不同的速度和横向混杂。这种运动状态在水力学中通常发生在流速较快、管道直径较大、流体粘性较小等条件下。紊流状态下的水头损失与流速的一次方成正比，即水头损失与流速的一次方成正比。 在管道试验中，当管道直径和流体粘性一定时，如果流速逐渐增大，水头损失会逐渐增加，当达到某一临界值时，水头损失会突然增加，此时流体由层流状态转变为紊流状态。这个临界值称为临界流速，不同直径和粘性的管道，其临界流速也不同。 因此，在水力学中，层流和紊流的水头损失特性有明显的规律性结果：层流状态下的水头损失与流速的1.5次方成正比，而紊流状态下的水头损失与流速的一次方成正比。管道试验中，可以通过观察水头损失的变化来判断流体是否从层流状态转变为紊流状态。