什么叫雷诺数？

雷诺数大于10000时表明流体的流动状态是紊流，雷诺数小于2320时表明流体的流动状态是层流。在实际应用中只用下临界雷诺数，对于圆管中的流动，Re＜2300为层流，当Re＞2300为紊流

层流、紊流与雷诺数

水流雷诺数大于下临界雷诺数时由层流转紊流，对于圆管压力流雷诺数大于2300时层流转紊流，对于明渠水流雷诺数大于500时层流转紊流。

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。

雷诺数较小时，粘滞力对流场的影响大于惯性，流场中流速的扰动会因粘滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性对流场的影响大于粘滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的紊流流场。

扩展资料：

粘性流体的求解不仅和边界条件有关，而且也和雷诺数有关。若雷诺数很小，则粘性力是主要因素，压力项主要和粘性力项平衡；若雷诺数很大，粘性力项成为次要因素，压力项主要和惯性力项平衡。

因此，在不同的雷诺数范围内，流体流动不同，物体所受阻力也不同。当雷诺数低时，阻力正比于速度、粘度和特征长度；而雷诺数高时，阻力大体上正比于速度平方、密度和特征长度平方。

雷诺数也是判别流动特性的依据，例如在管流中，雷诺数小于2300的流动是层流，雷诺数等于2300～4000为过渡状态，雷诺数大于4000时的是湍流。

参考资料：

百度百科 -雷诺数

1883年英国物理学家雷诺通过大量的实验发现，流体存在着两种不同的流动状态：层流和紊流（又称为湍流）。

雷诺水槽实验如图3-3所示，微开阀门A ，再将阀门B打开，使红颜色水流入玻璃管中，以便观察红色液流质点的运动轨迹。此时，由于管内流速较慢，流体质点的运动有条不紊，呈不混杂并分层流动的状态，这种流态称为层流，如图3-4（a）所示。

阀门A开大，流束呈现波纹状，上下摆动，称此为过渡状态，如图3-4（b）所示。此状态很不稳定。

阀门A继续开大，使管中流速增大，直到流体质点的运动所呈现的分层流动状态被破坏，发生互相混杂，并且有纵向脉动，这种流动状态为紊流，如图3-4（c）所示。反之，把控制阀门A逐渐关小，则红色水细流又恢得到图3-4（b）所示的过渡状态，再关小则恢复到图3-4（a）所示的层流状态。

图3-3 雷诺水槽实验装置

（转引自时瑞生和蒋玉立，《流体力学简明教程》，中国地质大学（北京）内部教材，1994）

图3-4 层流与紊流流态

（转引自时瑞生和蒋玉立，《流体力学简明教程》，中国地质大学（北京）内部教材，1994）

从上可知随着水流流速加大，层流可以转变为紊流；反之，随着水流流速减小，紊流也可以转变为层流，这种流体形态转变时的平均流速（V）叫做临界流速（VK）。雷诺通过实验表明，流动形态不仅与流速有关，还与流体的黏滞系数（η—动力黏滞系数，单位为pa · s；υ—运动黏滞系数，υ＝η/ρ ，υ的单位为m2/s）和密度（ρ），以及流体所通过的管道直径（d）有关。v、ρ、d愈大就愈易转变为紊流，η或υ愈大则愈不易转变为紊流。而且还发现临界流速也是随ρ 、η（υ）、d值的不同而变化，因此临界流速不便作为流态的判别准则。但雷诺还发现，不论ρ、η、d如何变化，流动形态转变时的或值却比较固定，而且是一个无量纲数。将平均流速（V）、管道直径（d）、黏滞系数［η（动力黏滞系数）或υ（运动黏滞系数）］和密度（ρ）归纳为一个无量纲数，称为雷诺数（Reynolds number，Re），即：

沉积学及古地理学教程

在管道条件下：Re＜2320为层流，层流是一种缓慢的流动，流体质点作有条不紊的平行的线状运动，彼此不相掺混；Re＝2320为临界流，也称临界雷诺数（ReK），其对应的是临界流速（VK）；Re＞2320为紊流，紊流是一种充满了漩涡的湍急的流动，流体质点的运动轨迹极不规则，其流速大小和流动方向随时间而变化，彼此相互掺混（图3-5）。

图3-5 在管道条件下层流与紊流的流动特点

（据曾允孚和夏文杰，1986）

A—层流；B—紊流

图3-6 明渠流中紊流、层流关系示意图

（据W.W.Rubey，1938转引自曾允孚和夏文杰，1986）

主体为紊流，底层为层流，流线长度代表流速大小

值得注意的是，在明渠条件下（图3-6），层流与紊流的雷诺数值范围与管道条件是不同的（即临界雷诺数不等于2320）。它应该用水力半径（R）代替管道直径（d）来计算临界雷诺数，因，所以明渠流的临界雷诺数（ReK）应为500。层流、临界流、紊流的基本特征见表3-1。

表3-1 层流、临界流、紊流的基本特征

关于管道直径与水力半径的换算，当水在管道或明渠中流动时，垂直流动方向的流水横断面称作过水断面（A）。在流速相等时，过水断面愈大，流量也就愈大（即过水能力愈大）；否则相反。

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