A+醫(yī)學(xué)百科 >> 層流

laminar flow

層流是流體的一種流動(dòng)狀態(tài)。流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)沿著與管軸平行的方向作平滑直線運(yùn)動(dòng)。此種流動(dòng)稱為層流或滯流，亦有稱為直線流動(dòng)的。流體的流速在管中心處最大，其近壁處最小。管內(nèi)流體的平均流速與最大流速之比等于0.5，根據(jù)雷諾實(shí)驗(yàn)，當(dāng)雷諾準(zhǔn)數(shù)Re<2320時(shí)，流體的流動(dòng)狀態(tài)為層流。

粘性流體的層狀運(yùn)動(dòng)。在這種流動(dòng)中，流體微團(tuán)的軌跡沒(méi)有明顯的不規(guī)則脈動(dòng)。相鄰流體層間只有分子熱運(yùn)動(dòng)造成的動(dòng)量交換。常見(jiàn)的層流有毛細(xì)管或多孔介質(zhì)中的流動(dòng)、軸承潤(rùn)滑膜中的流動(dòng)、繞流物體表面邊界層中的流動(dòng)等。　　

相關(guān)計(jì)算

層流只出現(xiàn)在雷諾數(shù)Re（Re＝ρUL／μ)較小的情況中，即流體密度ρ、特征速度U和物體特征長(zhǎng)度L都很小，或流體粘度μ很大的情況中。當(dāng)Re超過(guò)某一臨界雷諾數(shù)Recr時(shí)，層流因受擾動(dòng)開(kāi)始向不規(guī)則的湍流過(guò)渡，同時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力急劇增大。臨界雷諾數(shù)主要取決于流動(dòng)形式。對(duì)于圓管，Recr≈2000，這里特征速度是圓管橫截面上的平均速度，特征長(zhǎng)度是圓管內(nèi)徑。層流遠(yuǎn)比湍流簡(jiǎn)單，其流動(dòng)方程大多有精確解、近似解和數(shù)值解。層流一般比湍流的摩擦阻力小，因而在飛行器或船舶設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量使邊界層流動(dòng)保持層流狀態(tài)。　　

舉例說(shuō)明

（如圖）細(xì)致地調(diào)節(jié)細(xì)管中紅水的流速，當(dāng)它與主流管內(nèi)水流速度相近時(shí)，可以看到清水中有穩(wěn)定而清晰的紅色水平流線，表明這時(shí)主流管中各水層互不干擾地流動(dòng)。這種水流叫做層流。

流線型與模擬的層流

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