湍流基本介绍
发布网友
共1个回答
热心网友
湍流，读作“tuān liú”，是指流体在不同流速下呈现出的复杂流动状态。当流速较低时，流体以分层、无混合的方式流动，被称为层流或稳流，其流线整齐，类似于片状。随着流速的逐渐增加，流线会出现波浪状的摆动，这种状态被称为过渡流，摆动的幅度和频率会随流速增大而增强。
当流速增大到很高，流线变得模糊不清，流场中充满小漩涡，层流结构被破坏，流体不再规则，会在垂直于流管轴线方向产生显著的分速度，这就进入了湍流阶段，亦称乱流、扰流或紊流。在湍流状态下，流体阻力增大，流量减小，能量损耗显著增加。研究表明，能量耗损与平均流速的平方成正比，比例系数k受管道形状、大小和材料的影响。
雷诺数是衡量流体流动状态的关键参数。当雷诺数较低时，黏滞力大于惯性力，层流稳定，反之，当雷诺数较大时，惯性力占据主导，可能导致流速微小变化发展为湍流。临界雷诺数标志着流态转变的分界点，一般管道雷诺数在4000以上被认为是湍流状态，而2320至4000之间的数值则表示过渡状态。
尽管已经取得了一些关于湍流性质的描述，但如何准确地描述这一复杂现象，仍是流体力学领域的一大挑战。在实际生活中，湍流现象随处可见，比如江河急流、空气流动以及烟囱排烟等。
图示中，层流在遇到障碍物时，会经历从层流到湍流的转变过程。
