超细干粉灭火剂管内流动沿程压力损失特性研究(5)
在管道内流动时的流动模式。雷诺数高时，说明流动以惯性力为主，此时流动
属于湍流运动；雷诺数低时说明运动以黏滞力为主，此时的流动属于层流运动；
居间的雷诺数，运动是湍流与层流之间的过渡性不稳定状态，即为过渡状态。图
2.1就是这几种流动模式的图形表示。表2.1列出了不同流动模式的雷诺数范围。
低雷诺数 中等雷诺数 高雷诺数
（层流） （过渡状态） (湍流)
图.2.1流动气流在不同雷诺数时的流动模式
表2.1在不同流动条件下的Re值
流动条件 粒子在静止流体运动的Re 流体在管道内流动的Re
层流 <1000 <2100
层流过渡状态 1~1000 2100~4000
湍流 >1000 >4000
由雷诺数的定义可知，它适用于估计干粉颗粒在管道内流动时的流动模式，因为公式((2.1)和(( 2.3)中的v是相对速度。雷诺数是一个估算流体运动特征的有用参数，流体(包括颗粒流)的流动状态就是靠雷诺数来判断的。雷诺数决定着干粉颗粒的运动特性，运动粒子所具有的雷诺数不同，将遵从不同的运动定律，在Re<1000的范围内，颗粒运动以黏滞力为主，遵从斯托克斯定律；在 Re > 1000时，颗粒粒子运动以惯性力为主，遵从牛顿阻力定律；其间属于过渡区。可见，流体运动学中的雷诺数是一个很重要的表征量。
2.3 层流和湍流的特点
2.3.1层流特点
层流是流体中液体质点彼此互不混杂，质点运动轨迹呈有条不紊的线状形态的流动。层流中流体质点层次分明地向前运动，其轨迹是一些平滑的变化很慢的曲线，互不混掺，各个流层间没有质量、能量、动量、冲量、热量等的交换。
（1）有序性。水流呈层状流动，各层的质点互不掺混，质点作有序的直线运动；
（2）粘性占主要作用，遵循牛顿内摩擦定律，粘性抑制或约束质点作横向运动；
（3）在流速较小且雷诺数Re较小时发生；
（4）水头损失与流速的一次方成正比。
2.3.2湍流特点
实际流体流动中，绝大多数是湍流，湍流中流体质点的轨迹杂乱无章，互相交错，而且迅速地变化，流体微团(旋涡涡体)在顺流方向运动的同时，还作横向和局部逆向运动，与它周围的流体发生混掺。
（1）不规则性 湍流流动是由大小不等的涡体所组成的无规则的随机运动，它的最本质的特征是“紊动”，即随机的脉动。它的速度场和压力场都是随机的。由于湍流运动的不规则性，使得不可能将运动作为时间和空间坐标的函数进行描述，但仍可能用统计的方法得出各种量，如速度、压力、温度等各自的平均值。
（2）扩散性 湍流扩散性是所有湍流运动的另一个重要特征。湍流混掺扩散增加了动量、热量和质量的传递率。例如湍流中沿过流断面上的流速分布，就比层流情况下要均匀得多。
（3）能量耗损 湍流中小涡体的运动，通过粘性作用大量耗损能量，实验表明湍流中的能量损失要比同条件下层流中的能量损失大的多。
（4）高雷诺数 这一点是显而易见的，因为下临界雷诺数就是流体两种流态判别的准则，雷诺数实际上反映了惯性力与粘性力之比，雷诺数越大，表明惯性力越大，而粘性限制作用则越小，所以湍流的紊动特征就会越明显，就是说紊动强度与高雷诺数有关。
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