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什么是阀门雷诺数
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3.3.2雷诺数
之前介绍蒸汽截止阀热损失，现在介绍什么是阀门雷诺数根据上面雷诺实验的结果，初看起来，似乎利用临界速度作为判别层流或紊（湍）流的准则是非常简单的，但是这种简单的判别准则在实用上好处不大，因为临界速度本身并不是一个独立不变的量，它是与流体的性质以及流过断面的几何形状等因素有关的。对于不同的流体或者不同大小的管道就会有不同的临界速度。如果月临界速度来作为判别流态的准则，那么对每一具体流动都需要用实验的办法来确定其临界速度。很显然，这样做不仅麻烦而且常常是很困难的。根据实验研究的结果：临界速度主要与流体的黏性以及流过断的几何形状有关．它与流体的运动黏性系数v成正比，即：
（v的单位为cm。s）
这一点是不难理解的，如果流体黏性大，当流体流动时，其摩擦阻力也大，因此流体质点的运动更加混乱，也就是说它的临界速度要增大，此外，对于几何形状相似的过流断面而言，临界速度与过流断面的大小成反比，对于圆形管道，即可以表示为：
u．。：l／d
式中d为管道内径，这也是不难理解的，因为管壁总是要限制流体混乱运动的自由的。当流过断面越大，这种限制作用就越小，因而流体质点的运动也就更容易混乱．也即流动的临界速度减小了。
如果把影响临界速度的两个主要因素综合起来，可以表示为：
v，ce r)/d
在上式中引进一个比例常数R¨建立等式，则得：
v一Re。.d
式中。／d的因次为[L。／(T／L)]一[L 7丁：一：长度时间：．它与速度具有相同的因次，由此可见，上式中的R。。应该是一个无因次的比例系数．称它为雷诺数．这个关系式的正确性是*被实验所证实了的。雷诺数（Reynolds number）一种可用来表征流体流动情况的无量纲数。Re=ρvd/μ，其中v、ρ、μ分别为流体的流速、密度与黏性系数，d为一特征长度。例如流体流过圆形管道，则d为管道的当量直径。利用雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流，也可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力测量管内流体流量时往往必须了解其流动状态、流速分布等。雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参数。流体流动时的惯性力Fg和粘性力(内摩擦力)Fm之比称为雷诺数。用符号Re表示。Re是一个无因次量。式中的动力粘度η用运动粘度υ来代替，因η＝ρυ，则
什么是阀门雷诺数式中：
l υ——流体的平均速度；
l l——流束的定型尺寸；
l ρ、η一一在工作状态；流体的运动粘度和动力粘度
l ρ——被测流体密度；
由上式可知，雷诺数Re的大小取决于三个参数，即流体的速度、流束的定型尺寸以及工作状态下的粘度。用圆管传输流体，计算雷诺数时，定型尺寸一般取管道直径(D)，则用方形管传输流体，管道定型尺寸取当量直径(Dd)。当量直径等于水力半径的四倍。对于任意截面形状的管道，其水力半径等于管道戳面积与周长之比．所以长和宽分别为A和B的矩形管道，其当量直径对于任意截面形状管道的当量直径，都可按截面积的四倍和截面周长比计算，因此，雷诺数的计算公式为
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀 雷诺数小，意味着流体流动时各质点间的粘性力占主要地位，流体各质点平行于管路内壁有规则地流动，呈层流流动状态。雷诺数大，意味着惯性力占主要地位，流体呈紊流流动状态，一般管道雷诺数Re＜2000为层流状态，Re＞4000为紊流状态，Re＝2000～4000为过渡状态。在不同的流动状态下，流体的运动规律．流速的分布等都是不同的，因而管道内流体的平均流速υ与zui大流速υmax的比值也是不同的。因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流动特性。下图表示光滑管道的雷诺数ReD与速度比V/Vmax的关系。
同理
J. = Re。v／d
也可以将管中的任一平均流速v写成相似的表达式：
u—Rev/d
在非圆管中，d代表水力直径。
由于。和d值对子每一具体流体而言是一个固定值，因此，根据上面的关系式，对于这*动的每一平均速度都相应于一个无因次的雷诺数。
Re= vdi (3-00)
对应于下临界速度有一个相应的下临界雷诺数
Re., -p，d／v ( 3-51)
对应于上临界速度有一个相应的上临界雷诺数
Rel=v．div (3-02)
由上面这三个关系式，可以清楚的看出，对于流动平均流速v，与其临界速度¨及V'c之间的比较，可以*用相应于这些速度的雷诺数之间的比较来代替，而且特别有意义的是，由于雷诺数是综合地概括了影响流体流动状态的各种因素。因此，对于流过断面几何相似的流动而言，不管过流断面的尺寸大小如何，也不管液体的性质如何．在实用上可以认为其临界雷诺数Re及R。。值始终保持为一个常数。因为当管径d增大，其比必然减小，因而在R%表达式的分子中．一项增大．另一项减小．所以对Re。的值影响不大；另外，当流体运动黏性系数。增大，则比也增大，在Re.的表达式中．分子、分母同时增大，所以对Re,的值也不会影响。
根据前面的讨论，既然流体平均速度与临界速度之间的比较．可以用相应于这些速度的雷诺之间的比较来代替．而且．对于过流断面几何相似的流动而言．其临界雷诺数都是不变的，因此就没有必要根据前面所讨论的那样．利用速度与临界速度之间的比较来判断流体流动的状态．而且可以代之以根据相应于这些速度的雷诺数之问的比较来判断流动的状态，也即临界雷诺数成为判别流态的准则．即：
当Re<Re。定为层淹流动
Re>Re。定为紊（湍'流流动
R。<R。<R。，对．层瀛与紊（湍）流两种状态都有可能，但都不稳定，称为过渡状态，根
据实验结果．对于圆管中昀液流
R‘一v。diV≈2 000
Rel=z.cd,;p～8 000（大致的平均数）
对于无压流动：
Re．一刖，Rp-300(R为水力半径)
Re.='zJ,RiV≈l 000～1 200
应该注意对于圆管中的有压流动，其上临界雷诺数值是*不固定的。它往往取决于进行实验的情况，同时，在实际计算中，Re。也没有多大意义，在两种流态都可能存在的情况下，一般都应该按紊（湍）流来进行计算，因为紊（湍）流时的阻力较层流大，按紊（湍）流计算偏于安全．因此，在实际计算中应把下临界雷诺数作为层流与紊（流）的分界点，而把过渡区当作紊（湍）流情况来处理。即：当Re<Re.按层流计算；Re> Re.按紊（湍）流计算。
zui后补充说明一点，前面是以圆管为对象进行讨论的，其断面的大小是用直径d来加以表示，实际上，上面所得出的结论对于过流断面为任一形状的均匀液流来讲都是适用的。同时对于断面为任意形状的液流，其雷诺数的一般形式为：
Re= z-L，v (3-53)
式(3-53)与圆管的雷诺数公式基本相同．式中L为表征过流断面大小的任意线性长度。很显然，如果选用不同的线性长度L．那么相应于同一平均速度的雷诺数值也将是不同的。但是，必须注意的是．如果用两个相比较的雷诺数的计算公式中．一定要选用同一个线。眭长度/-（例如：要么都用水力半径R．要么都用湿周x）：因此，在应用雷诺数时，经常要指明所选用的线性长度。为此．或者是完整的写出雷诺数的公式，或者在雷诺数的符号旁边加上附标．指明所选用的线性长度，例如R‰、R。n等。与本文相关的产品有角式平衡型截止阀设计说明
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