1、層流、紊流兩種水流流態(tài)的外觀表現(xiàn)是怎樣的?
答:層流:質(zhì)點有規(guī)律地作分層流動,管內(nèi)顏色水成一股細(xì)直的流束,運動要素?zé)o脈動現(xiàn)象。
紊流:質(zhì)點互相混滲作無規(guī)則運動,管內(nèi)顏色水成直線抖動、斷續(xù)或是完全散開,最終與周圍清水迅速相混,運動要素發(fā)生不規(guī)則的脈動現(xiàn)象
2、雷諾數(shù)的物理意義是什么?為什么雷諾數(shù)可以用來判別流態(tài)?
答:雷諾數(shù)物理意義:慣性力與粘性力之比,是表征流動狀態(tài)的一個無因次數(shù)。
層流:流體質(zhì)點一直沿流線運動,彼此平行,不發(fā)生相互混雜的流動。
紊流:流體質(zhì)點在運動過程中,互相混雜、穿插的流動。(紊流包含:主體流動+各種大小強弱不同的旋渦)
因?qū)恿髋c紊流所處的狀態(tài)不同,故數(shù)值大小也不同,所以可以用雷諾數(shù)來差別流態(tài),數(shù)值大于臨界值的為紊流,小于臨界值的為層流。
3、臨界雷諾數(shù)與哪些因素有關(guān)?為什么上臨界雷諾數(shù)和下臨雷諾數(shù)不一樣?
答:臨界雷諾數(shù)與流速、管徑、流體的動力粘度及流體的密度有關(guān)。
上臨界雷諾數(shù)和下臨雷諾數(shù)之所以不一樣是因為混亂無章的流動所具有的慣性力大于層流的粘性力;當(dāng)從層流變成紊流時,粘性力逐漸減小,慣性力逐漸增大,因為不同的力所主導(dǎo)的作用不一樣,所以上臨界雷諾數(shù)和下臨雷諾數(shù)不一樣。
4、流態(tài)判據(jù)為何采用無量綱參數(shù),而不采用臨界流速?
答:流速只能代表慣性力。雷諾數(shù)是慣性力與粘性力之比。判斷一個流態(tài)是層流還是湍流要看它的雷諾數(shù)是否超過臨界雷諾數(shù)。只看速度是不夠的,比如兩個相同速度的流動,一個在光滑的管內(nèi)進行,一個在粗糙的管內(nèi)進行,則光滑管中的可能保持為層流,而粗糙管中的可能已是湍流??梢娝俣炔⒉荒苷f明問題的實質(zhì)。
5、破壞層流的主要物理原因是什么?
答:是流體質(zhì)點摻混,互相碰撞所造成的慣性阻力作用大于粘性力作用,因此而導(dǎo)致層流的破壞。