阻力的產(chǎn)生
風(fēng)流的流動(dòng)狀態(tài)
流體在運(yùn)動(dòng)中有兩種不同的狀態(tài),,即層流流動(dòng)和紊流流動(dòng),。
(一)層流和紊流
層流:指流體各層的質(zhì)點(diǎn)相互不混合,,呈流束狀,,為有秩序地流動(dòng),,各流束的質(zhì)點(diǎn)沒有能量交換。質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)軌跡為直線或有規(guī)則的平滑曲線,,并與管道軸線方向基本平行,。
紊流:紊流和層流相反,流體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)過程中有強(qiáng)烈混合和相互碰撞,,質(zhì)點(diǎn)之間有能量交換,,質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)軌跡極不規(guī)則,除了有總流方向的流動(dòng)外,,還有垂直或斜交總流方向的流動(dòng),,流體內(nèi)部存在著時(shí)而產(chǎn)生、時(shí)而消失的渦流,。
(二)流動(dòng)狀態(tài)的判別
1883年英國物理學(xué)家雷諾通過實(shí)驗(yàn)證明:流體的流動(dòng)狀態(tài)取決于管道的平均流速,、管道的直徑和流體的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)。這三個(gè)因素的綜合影響可用一個(gè)無因次參數(shù)來表示,,這個(gè)無因次參數(shù)叫雷諾數(shù),。對(duì)于圓形管道,,雷諾數(shù)為:
(3-1)
式中 v—— 管道中流體的平均流速,m/s,;
d —— 圓形管道的直徑,, m;
—— 流體的運(yùn)動(dòng)粘性數(shù),,礦井通風(fēng)中一般用平均值
=1.501
-5m2/s,;
當(dāng)流速很小、管徑很細(xì),、流體的運(yùn)動(dòng)粘度較大時(shí),,流體呈層流運(yùn)動(dòng),反之,,為紊流流動(dòng),。