管道流量的雷诺数是什么 - 定义

雷诺数管道流量。管道流在工业中是重要的。圆形管可以承受高压力,因此用于传送液体。优德app热工程学

雷诺斯号码制度

层流。出于实际目的,如果雷诺数是不到2000年,流动是层流。圆形管道中的流动的接受的过渡雷诺数关于D,休息= 2300。

过渡流程。在Reynolds号码在大约2000和4000之间由于湍流开始,流动不稳定。这些流量有时被称为过渡流。

湍流。如果雷诺数是大于3500.,流动是湍流的。大多数核设施的流体系统与湍流一起运作。

雷诺数的定义

雷诺数是比率惯性力量粘性力量并且是一个方便的参数,用于预测流量条件是否为层流或湍流。它可以解释它的时候粘性力量占主导地位(慢速,低再过)它们足以使所有流体颗粒排成线,然后流动是层状的。甚至非常低的RE表示粘性爬行运动,惯性效应可以忽略不计。当。。。的时候惯性力占主导地位在粘性力上(当流体流动得更快并且重新较大时)然后流动是湍流的。

Reynolds号码

这是一个无量纲的数字包括流量的物理特征。增加的雷诺数表示流动的湍流增加。

它被定义为:
Reynolds号码

在哪里:
v是流速,
D是A.特征线性维度,(液体的行驶长度;液压直径等等。)
ρ流体密度(kg / m3.),
μ动态粘度(PA.S),
ν运动粘度(m2/ s);ν=μ/ρ。

流动制度

层流与湍流

层流:

  • re <2000.
  • '低'速度
  • 流体粒子移动直线
  • 以不同的速度彼此流动的水流几乎没有混合在层之间。
  • 圆形管中的层流的流速曲线是抛物线形状,具有最大流动在管道的中心和管壁处的最小流动。
  • 平均流速大约是最大速度的一半。
  • 简单的数学分析是可能的。
  • 水系统实践中罕见

湍流:

  • 重新> 4000.
  • '高速
  • 流程的特点是不规则的运动液体的颗粒。
  • 平均运动是流动的方向
  • 湍流的流速轮廓在管道的中心部分上相当扁平,并且迅速地靠近墙壁。
  • 平均流速大致等于管道中心的速度。
  • 数学分析非常困难。
  • 最常见的流量

雷诺数和管道流量

内部流量
资料来源:白弗兰克米,流体力学,MCGRAW-HILL教育,第7版,2010年2月,ISBN:978-0077422417

内部流量(例如,管道中的流动)配置是用于加热和冷却流体的方便几何形状,例如核电厂

通常,这种流动制度在工程中具有重要性,因为圆形管可以承受高压,因此用于传送液体。非圆形管道用于输送低压气体,例如冷却和加热系统中的空气。

为了内部流动制度一个入口区是典型的。在该区域中,近乎活不合的上游流量会聚并进入管。表征这个区域流体动力学入口长度介绍并近似等于:

流体动力学入口长度

最大的流体动力入口长度,在关于D,休息= 2300.层流量),是lE.= 138D,其中D是管道的直径。这是最长的开发长度。在湍流,边界层生长更快,而且lE.比较短。对于任何给定的问题,L.E./ D.必须检查一下看看lE.与管道长度相比可以忽略不计。在距入口的有限距离时,可以忽略入口效果,因为边界层合并,并且托运核心消失。然后管流动完全开发

流速概况 - 幂律速度概况
速度配置文件 - 内部流量
资料来源:美国能源,热力学,传热和流体流动部。w88优德appw88优德备用网址 微博DOE基础知识手册,第1卷,2和3. 1992年6月。

幂律速度剖面 - 湍流速度曲线

幂律速度概况速度概况湍流在管道的中央部分(即在湍流核心)中的较高比层流量。流速速度迅速靠近墙壁。这是由于湍流的扩散性。

在湍流管流的情况下,存在许多经验速度型材。最简单和最着名的是幂律速度概况

幂律速度曲线 - 方程式

指数n是常量,其值取决于Reynolds号码。这种依赖性是经验的,它显示在图片中。简而言之,随着雷诺数的增加而增加。第一尺七幂律速度概况近似许多工业流动。

湍流 - 曲线
湍流 - 曲线

液压直径

自从此以来特征尺寸圆形管道是普通直径D,尤其是反应器含有非圆形通道,必须是广义的特征尺寸。

为了这些目的Reynolds号码被定义为:

雷诺数 - 液压直径

其中dH液压直径

液压直径 - 方程

液压直径液压直径,dH,在处理流量时是一个常用的术语非圆形管和通道。液压直径将非圆形管道变换为管道等同的直径。使用该术语,可以以与圆管相同的方式计算许多东西。在这个等式中A是横截面面积,p是湿润的周长横截面。通道的湿润周边是与流动接触的所有通道壁的总周长。

示例:主要管道和燃料束的雷诺数
图1是说明性示例,之后数据不对应于任何反应堆设计。

加压水反应堆被冷却了适度通过高压液态水(例如16MPa)。在该压力下,水沸腾约350℃(662°F)。水的入口温度约为290°C(⍴〜720kg / m3.)。将水(冷却剂)在反应器核中加热至约325℃(⍴〜654kg / m3.)随着水流过来核心

液压直径
燃料棒束的液压直径。

典型PWR的主要电路分为4独立循环(管道直径约〜700mm),每个环包括一个蒸汽发生器和一个主冷却液泵。在反应器压力容器(RPV)内,冷却剂首先在反应器芯外部流下来(通过贬低)。从压力容器的底部,通过芯反转流动,其中冷却剂温度随着通过燃料棒和由它们形成的组件而增加。

认为:

  • 主要管道流速恒定,等于17米/秒,
  • 核心流速是恒定的,等于5米/秒,
  • 燃料通道的液压直径D.H,等于1厘米
  • 290°C的水的运动粘度等于0.12×10-6m2/ s.

也可以看看:例子:通过反应堆核心的流速

决定

  • 流动制度和雷诺数燃料通道
  • 流动制度和雷诺数主要管道

主管道内的雷诺数等于:

关于D.= 17 [m / s] x 0.7 [m] / 0.12×10-6[M.2/ s] =99 000 000.

这完全满足了湍流条件

燃料通道内的雷诺数等于:

关于DH.= 5 [m / s] x 0.01 [m] / 0.12×10-6[M.2/ s] =416 600.

这也完全满足了湍流条件。

参考:
反应器物理和热液压:
  1. J. R. Lamarsh,核反应堆理论介绍,第二辑,艾迪生 - 韦斯利,读书,马(1983)。
  2. J. R. Lamarsh,A. J. Baratta,核工程介绍,3D Ed。,Prentice-Hall,2001年,ISBN:0-201-82498-1。
  3. W. M. Stacey,核反应堆物理,约翰瓦里和SONS,2001,ISBN:0-471-39127-1。
  4. Glasstone,Sesonske。核反应堆工程:反应堆系统工程,弹簧斯;第4版,1994,ISBN:978-0412985317
  5. TODREAS NEIL E.,Kazimi Mujid S.核系统卷I:热水基础,第二版。CRC压力;2版,2012年,ISBN:978-0415802871
  6. Zohuri B.,McDaniel P.核电w88优德app厂系统的热力学。斯普林克;2015年,ISBN:978-3-319-13419-2
  7. MORAN MICHAL J.,Shapiro Howard N.工程热力学的基础,第五版,John Wiley&Sons,2w88优德app006,ISBN:978-0-470-03037-0
  8. Kleinstreuer C.现代流体动力学。优德体育w88官网手机版Springer,2010,ISBN 978-1-4020-8670-0。
  9. 美国能源,热力学,传热和流体流动部。w88优德appw88优德备用网址 微博DOE基础知识手册,第1卷,2和3. 1992年6月。
  10. WHINE FRANK M.,Fluid Mechanics,McGraw-Hill教育,第7版,2010年2月,ISBN:978-0077422417

也可以看看:

Reynolds号码

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