流体的流动形态分为层流和湍流(紊流)两种基本形态,以及这两种形态的过度形态(过渡流)。
层流:流体分层流动,相邻两层流体间只作相对滑动,流 层间没有横向混杂。
湍流:当流体流速超过某一数值时,流体不再保持分层流 动,而可能向各个方向运动,有垂直于管轴方向的分速度,各流层将混淆起来,并有可能出现涡旋,这种流动状态叫湍流。
更专业的说法是:流体流动时,如果流体质点的轨迹(一般说随初始空间坐标x、y、z和时间t而变)是有规则的光滑曲线(最简单的情形是直线),这种流动叫层流。没有这种性质的流动叫湍流。
过渡流:介于层流与湍流间的流动状态很不稳定,称为过渡流动。
判断管道中的流体流动形态有一个无量纲的数━━雷诺数作为判据:
Re=ρvr/μ
式中:Re - 雷诺数;ρ - 密度;v - 流速;r - 管道半径;μ - 粘度。
实验证明:
Re<1000 层流;
1000<Re<1500 过渡流;
Re>1500 湍流;
在没有测量手段的情况下,可根据湍流区别于层流的特点之一,能发出声音,来大致判断流动形态。