什么是水用減壓閥層流、紊流

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之前介紹黃銅帶表消聲減壓閥使用注意事項，現(xiàn)在介紹什么是水用減壓閥層流、紊流什么是層流、紊流及雷諾數(shù)？
    19世紀初期，水利學家們便發(fā)現(xiàn)，在不同的條件下，流體質點的運動情況可能表現(xiàn)為兩種不同狀態(tài)，一種狀態(tài)是流體質點作有規(guī)則的運動，在運動過程中質點之間互不混雜，互不干擾；另一種狀態(tài)是液流中流體質點的運動是非?；靵y的。關于黏性流體這樣兩種運動狀態(tài)的存在．一直到1883年英國科學家雷諾進行了負有盛名的雷諾試驗，才使這一問題得到了科學的說明。區(qū)別可以從二者的判別標準雷諾數(shù)看，雷諾數(shù)小，說明粘滯力大，對流體質點起約束作用，到一定程度，呈層流，反之，紊流。層流向紊流過度和渦體的形成以及渦體進入相鄰流層有關，渦體形成和粘性及擾動有關，層流紊流的沿程損失規(guī)律也不同。實際液體由于存在粘滯性而具有的兩種流動形態(tài)。液體質點作有條不紊的運動，彼此不相混摻的形態(tài)稱為層流。液體質點作不規(guī)則運動、互相混摻、軌跡曲折混亂的形態(tài)叫做紊流。它們傳遞動量、熱量和質量的方式不同：層流通過分子間相互作用，紊流主要通過質點間的混摻。紊流的傳遞速率遠大于層流。水利工程所涉及的流動，一般為紊流。流體在流動過程中各質點保持自己的流線，不與其他質點的流線相混合的流動狀態(tài)成為層流。
流體在流動過程中個質點流線相互間強烈混合，相互干擾的流動方式稱為紊流。
常用雷諾數(shù)來判斷層流和紊流。臨界雷諾數(shù)Rec=2320.
當流體雷諾數(shù)Re>2320時，即為紊流；當流體雷諾數(shù)Re<2320時，即為層流。


    (1)什么是水用減壓閥層流、紊流層流和紊流
    雷諾試驗的裝置如圖1- 4所示。
    圖1-4雷諾實驗裝置


    在尺寸足夠大的水箱G中充滿著我們所研究的液體，有一玻璃T與它相連。T管斷FLJi積為A，末端裝一閥門K，用以調節(jié)管中流量的大小，流量用量桶M來測量。
    為了減少T管中液體的擾動，在玻璃管的進水口處做成網(wǎng)滑的AU，在大小箱G的上方裝設一個小水箱C，其中盛有某種有色液體．其密度接近于大水箱中的液體密度．使兩種液體不會混合，在小水箱下方引出一根極細的水管T．．下端彎曲，出口略微插進大玻璃管進口段。小管中的流量由小閥門P來調節(jié)。在實驗道程中要注意經(jīng)常保持水箱中水位恒定不變，及液體溫度不變。
    在開始實驗之前．我們首先稍微開啟大玻璃管上的閥門K，液體便開始緩慢的由水箱G中流出，此時如果我們將細管T,上的閥門P稍微開啟，則有色液體將由細管T-流人大管T中．而且在T中形成一條細直而圖1-5層流和湍流又鮮明的染色流束，如圖l-）所示，可以看到從細管中所流出的一條染色流束在管中流動薯鋈著，其形狀成一直線，且極為穩(wěn)定。
    隨后如果將閥門K再稍微開大一些，則玻璃管中的流速隨之增大．但玻璃管中的現(xiàn)象仍不變，染色流束仍然保持穩(wěn)定狀態(tài)，只要緩慢而平穩(wěn)的開啟閥門，控制流動速度小于某一定值，就可以繼續(xù)維持染色流速處于上面的狀態(tài)。但到閥門開啟到某一較大程度時，即管中的流速增加到某一較大程度時，即管中流速增加到某一較大的確定數(shù)值時，我們就會發(fā)現(xiàn)染色流束不再是直線，而是突然開始彎曲，或者如一般所說的成為脈動的，而它的流線就成為彎曲的不規(guī)則的，如圖l-5b）所示。隨著流速的繼續(xù)加快，染色流束的個別部分出現(xiàn)了破裂，并失掉了原來的清晰的形狀，以后就*被它周圍的液體所沖毀，使得玻璃管內(nèi)的液體都染色了，如圖1-5 c）所示。說明此時流體質點的運動是非?；靵y的。
    以上的試驗證明，當流體流動速度不同的時候，流體質點的運動就可能存在兩種*不同的情況，一種是當流動速度小于某一確定值的時候，液體是作有規(guī)則的層狀或流束狀的運動，流體質點互不干擾的前進。流體的這種運動稱為層流運動。另一種情況是當流動速度大于該確定值時，流體質點有規(guī)則的運動受到破壞，流體質點交錯而又混亂的向前運動，流體質點除了主要的縱向運動以外，逐有附加的橫向運動存在，流體的這種運動稱為紊（湍）流運動。流體由層流轉變?yōu)槲桑ㄍ模┝鲿r的平均流速，稱為上臨界速度，以”7。表示。


    上述試驗也可以用相反的程序進行，即首先開足閥門，然后再逐漸關小，這樣在玻璃管中將以相反的程序重演上述現(xiàn)象，即管中的液流首先作紊（湍）流運動，當管中速度降低到某一確定值時，則液體的運動由紊（湍）流轉變?yōu)閷恿鳎院笾饾u降低流速，管中液流將始終保持為層流狀態(tài)，此時，由紊（湍）流轉變?yōu)閷恿鲿r的平均流速，稱為下臨界速度，以口，表示。
    試驗結果說明．由紊（湍）流狀態(tài)過渡到層流時的下臨界速度總是小于由層流過渡到紊（湍）流時的上臨界速度v’。即：
    由層流過渡到紊（湍）流的上臨界速度和由紊（湍）流過渡到層流的下臨界速度，這兩個臨界點并不相等。
    如果把上述的實驗結果綜合起來，就可以得出判別管巾流動的狀態(tài)的初步結論。
    ①當管中流速u<璣時，則管中流動一定是層流狀態(tài)。
    ②當管中流速u>u’。時，則管中流動一定是紊（湍）流狀態(tài)。
    ③當管中流速介于上、下臨界速度之間，即v, <v<vt。時，則管中流動可能是層流狀態(tài)，電可能是紊（湍）流狀態(tài)。這主要取決于管中流速的變化規(guī)律。如果開始時是作層沉運動，即當速度逐漸增加到超過u。，但不及u’。時，其層流狀態(tài)仍有可能保持。如果開始時是作紊（湍）流運動，那么當速度減小到低于w 7。，但仍大于v。時．則其紊（湍）流狀態(tài)仍有可能保持。但是應該指出．在上述條件下兩種流動狀態(tài)都是不穩(wěn)定的，都可能被任何偶然因素所破壞。
    從上述可以看出，層流運動和紊（湍）流運動的性質是不同的．那么很顯然，在這兩種情況之下，它們的流動阻力．速度分布情況以及水頭損失等也將不同，事實上利用試驗方法*可以證明這一點。    



  過上述再來看伯努力能量方程式中．速度水頭”2／2g這一項的w是理想流體的平均速度，但在實際流體中在流過斷面上各點速度分布并不是*均勻的，而且各點速度分布規(guī)律也是不易得到的，如果以“代表實際流體的速度，則它的速度水頭。z／2g并不等于”’／2g，但是我們可以用“”?。?g來代替“2／2g，這樣式中的。稱為動能修正系數(shù)。很顯，如果在過流斷面上流速是均勻分布的，那么a=1；如果流速分布愈不均勻，則。值愈大于1，a也可以理解為斷面上各質點實有的平均單位動能與以平均流速表示的單位功能的比值。在應用能量方程時，由于具體的流速分布不知道，。的確切數(shù)值也不能確定，只能根據(jù)一般的流速分布情況選取一個a值。紊（湍）流時可取。值為1.0j～1 10，層流時為2．O。
   上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,水減壓閥如圖1 6所示，在～根斷面不變的直管壁上，距為Z處鉆上兩個小孔，并分別裝上兩根測壓管，由于所取直管斷面不變，因而斷面平均速度沿流程不變，平均速度水頭a'o' /2g也是常數(shù)，這樣，測壓管中的液面差就等于發(fā)生在長度為f的管段內(nèi)液體的水頭損失^r。當改變管路中的平均速度時．測壓管內(nèi)的液面差也將隨之改變。由此，可以得出相應于一系列平均速度時的水頭損矢，可以得到如圖1- 7所示的曲線。
    當管中速度逐漸由小增大時，水頭損失也逐漸增加，實驗點沿著ab線上升。在對數(shù)坐標上，取lgv和19hi為同一比例值，則這一線段和水平線間的夾角島為45。．tg日，等于l。當管路中速度超過上臨界速度。以后，如果速度繼續(xù)增加，實驗點就脫離了。6線，經(jīng)be線進入cc線。cd線與水平線的夾角口。不再等于45。。接近c點的一段坡度是在改變著，tg0。從1. 75逐漸變化到2。
    當管路中速度逐漸由大減小時，水頭損失相應的減小。實驗點沿著de線下降，但是到達r點以后，如果速度繼續(xù)減小，實驗點并不進入曲線，而是沿著de固1-6壓力降圖示圖1-7實驗曲線的延長線c e下降，一直到和ab線相交的e點以后（這時相應的速度為下臨界速度。。）。再進入e“線。


    從上面的試驗曲線可以清楚地看到：
    ①當-<w時，相應為層流狀態(tài)實驗點落在ne線的范圍內(nèi)，而“e線的坡度tan0，等于1。這就表示在層流區(qū)域內(nèi)。水頭損失^，和平均速度的一次方成正比，即：
1-89什么是調節(jié)閥的臨界壓差比7
    壓差與人口壓力之比，它對所有可壓縮流體的控制閥尺寸方程式都有影響．當達
到此大比值就會出現(xiàn)阻塞流。
    ②當剖>u。喇．相應為紊（湍）流狀態(tài)，實驗點落在bcd線范圍內(nèi)，而bcd線的坡度tg6：等于1. 75-20這就表示在紊（湍>流區(qū)域，水頭損失^。和平均速度的1. 75-2次方成正比，即：
    ③當讓<u<副7。時，相應為層流與紊（湍）流的過渡區(qū)域。實驗點落在。點與c點之間，這時水頭損失和平均速度的關系就要看管路中的速度是自小增大，還是由大減小而定。前者成一次方關系，后者成1. 75次方關系。


    上述內(nèi)容，形象地說明：“在層流與紊（湍）流運動狀態(tài)時，流體的水頭損失與速度之間的關系是大不相同的”。這就是為什么要討滄流體的流動狀態(tài)的原因。因此也就很顯然，在計算一個具體流動的水頭損失時，首先必須要判別該流體的流動狀態(tài)。于是對流體流動狀態(tài)的判別，成為計算水力損失中首要解決的問題，也就是說，需要找出—個判別流體是層流運動還是紊（湍）流運動的準則來，這就引出了雷諾數(shù)的問題。與本產(chǎn)品相關論文：波紋管減壓閥波紋管材料