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什么是閥門雷諾數
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3.3.2雷諾數
之前介紹蒸汽截止閥熱損失，現在介紹什么是閥門雷諾數根據上面雷諾實驗的結果，初看起來，似乎利用臨界速度作為判別層流或紊（湍）流的準則是非常簡單的，但是這種簡單的判別準則在實用上好處不大，因為臨界速度本身并不是一個獨立不變的量，它是與流體的性質以及流過斷面的幾何形狀等因素有關的。對于不同的流體或者不同大小的管道就會有不同的臨界速度。如果月臨界速度來作為判別流態(tài)的準則，那么對每一具體流動都需要用實驗的辦法來確定其臨界速度。很顯然，這樣做不僅麻煩而且常常是很困難的。根據實驗研究的結果：臨界速度主要與流體的黏性以及流過斷的幾何形狀有關．它與流體的運動黏性系數v成正比，即：
（v的單位為cm。s）
這一點是不難理解的，如果流體黏性大，當流體流動時，其摩擦阻力也大，因此流體質點的運動更加混亂，也就是說它的臨界速度要增大，此外，對于幾何形狀相似的過流斷面而言，臨界速度與過流斷面的大小成反比，對于圓形管道，即可以表示為：
u．。：l／d
式中d為管道內徑，這也是不難理解的，因為管壁總是要限制流體混亂運動的自由的。當流過斷面越大，這種限制作用就越小，因而流體質點的運動也就更容易混亂．也即流動的臨界速度減小了。
如果把影響臨界速度的兩個主要因素綜合起來，可以表示為：
v，ce r)/d
在上式中引進一個比例常數R¨建立等式，則得：
v一Re。.d
式中。／d的因次為[L。／(T／L)]一[L 7丁：一：長度時間：．它與速度具有相同的因次，由此可見，上式中的R。。應該是一個無因次的比例系數．稱它為雷諾數．這個關系式的正確性是*被實驗所證實了的。雷諾數（Reynolds number）一種可用來表征流體流動情況的無量綱數。Re=ρvd/μ，其中v、ρ、μ分別為流體的流速、密度與黏性系數，d為一特征長度。例如流體流過圓形管道，則d為管道的當量直徑。利用雷諾數可區(qū)分流體的流動是層流或湍流，也可用來確定物體在流體中流動所受到的阻力測量管內流體流量時往往必須了解其流動狀態(tài)、流速分布等。雷諾數就是表征流體流動特性的一個重要參數。流體流動時的慣性力Fg和粘性力(內摩擦力)Fm之比稱為雷諾數。用符號Re表示。Re是一個無因次量。式中的動力粘度η用運動粘度υ來代替，因η＝ρυ，則
什么是閥門雷諾數式中：
l υ——流體的平均速度；
l l——流束的定型尺寸；
l ρ、η一一在工作狀態(tài)；流體的運動粘度和動力粘度
l ρ——被測流體密度；
由上式可知，雷諾數Re的大小取決于三個參數，即流體的速度、流束的定型尺寸以及工作狀態(tài)下的粘度。用圓管傳輸流體，計算雷諾數時，定型尺寸一般取管道直徑(D)，則用方形管傳輸流體，管道定型尺寸取當量直徑(Dd)。當量直徑等于水力半徑的四倍。對于任意截面形狀的管道，其水力半徑等于管道戳面積與周長之比．所以長和寬分別為A和B的矩形管道，其當量直徑對于任意截面形狀管道的當量直徑，都可按截面積的四倍和截面周長比計算，因此，雷諾數的計算公式為
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥 雷諾數小，意味著流體流動時各質點間的粘性力占主要地位，流體各質點平行于管路內壁有規(guī)則地流動，呈層流流動狀態(tài)。雷諾數大，意味著慣性力占主要地位，流體呈紊流流動狀態(tài)，一般管道雷諾數Re＜2000為層流狀態(tài)，Re＞4000為紊流狀態(tài)，Re＝2000～4000為過渡狀態(tài)。在不同的流動狀態(tài)下，流體的運動規(guī)律．流速的分布等都是不同的，因而管道內流體的平均流速υ與zui大流速υmax的比值也是不同的。因此雷諾數的大小決定了粘性流體的流動特性。下圖表示光滑管道的雷諾數ReD與速度比V/Vmax的關系。
同理
J. = Re。v／d
也可以將管中的任一平均流速v寫成相似的表達式：
u—Rev/d
在非圓管中，d代表水力直徑。
由于。和d值對子每一具體流體而言是一個固定值，因此，根據上面的關系式，對于這*動的每一平均速度都相應于一個無因次的雷諾數。
Re= vdi (3-00)
對應于下臨界速度有一個相應的下臨界雷諾數
Re., -p，d／v ( 3-51)
對應于上臨界速度有一個相應的上臨界雷諾數
Rel=v．div (3-02)
由上面這三個關系式，可以清楚的看出，對于流動平均流速v，與其臨界速度¨及V'c之間的比較，可以*用相應于這些速度的雷諾數之間的比較來代替，而且特別有意義的是，由于雷諾數是綜合地概括了影響流體流動狀態(tài)的各種因素。因此，對于流過斷面幾何相似的流動而言，不管過流斷面的尺寸大小如何，也不管液體的性質如何．在實用上可以認為其臨界雷諾數Re及R。。值始終保持為一個常數。因為當管徑d增大，其比必然減小，因而在R%表達式的分子中．一項增大．另一項減小．所以對Re。的值影響不大；另外，當流體運動黏性系數。增大，則比也增大，在Re.的表達式中．分子、分母同時增大，所以對Re,的值也不會影響。
根據前面的討論，既然流體平均速度與臨界速度之間的比較．可以用相應于這些速度的雷諾之間的比較來代替．而且．對于過流斷面幾何相似的流動而言．其臨界雷諾數都是不變的，因此就沒有必要根據前面所討論的那樣．利用速度與臨界速度之間的比較來判斷流體流動的狀態(tài)．而且可以代之以根據相應于這些速度的雷諾數之問的比較來判斷流動的狀態(tài)，也即臨界雷諾數成為判別流態(tài)的準則．即：
當Re<Re。定為層淹流動
Re>Re。定為紊（湍'流流動
R。<R。<R。，對．層瀛與紊（湍）流兩種狀態(tài)都有可能，但都不穩(wěn)定，稱為過渡狀態(tài)，根
據實驗結果．對于圓管中昀液流
R‘一v。diV≈2 000
Rel=z.cd,;p～8 000（大致的平均數）
對于無壓流動：
Re．一刖，Rp-300(R為水力半徑)
Re.='zJ,RiV≈l 000～1 200
應該注意對于圓管中的有壓流動，其上臨界雷諾數值是*不固定的。它往往取決于進行實驗的情況，同時，在實際計算中，Re。也沒有多大意義，在兩種流態(tài)都可能存在的情況下，一般都應該按紊（湍）流來進行計算，因為紊（湍）流時的阻力較層流大，按紊（湍）流計算偏于安全．因此，在實際計算中應把下臨界雷諾數作為層流與紊（流）的分界點，而把過渡區(qū)當作紊（湍）流情況來處理。即：當Re<Re.按層流計算；Re> Re.按紊（湍）流計算。
zui后補充說明一點，前面是以圓管為對象進行討論的，其斷面的大小是用直徑d來加以表示，實際上，上面所得出的結論對于過流斷面為任一形狀的均勻液流來講都是適用的。同時對于斷面為任意形狀的液流，其雷諾數的一般形式為：
Re= z-L，v (3-53)
式(3-53)與圓管的雷諾數公式基本相同．式中L為表征過流斷面大小的任意線性長度。很顯然，如果選用不同的線性長度L．那么相應于同一平均速度的雷諾數值也將是不同的。但是，必須注意的是．如果用兩個相比較的雷諾數的計算公式中．一定要選用同一個線。眭長度/-（例如：要么都用水力半徑R．要么都用濕周x）：因此，在應用雷諾數時，經常要指明所選用的線性長度。為此．或者是完整的寫出雷諾數的公式，或者在雷諾數的符號旁邊加上附標．指明所選用的線性長度，例如R‰、R。n等。與本文相關的產品有角式平衡型截止閥設計說明
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