雷诺数是什么（湍流和雷诺数）

如果你曾经观察过山涧，你就会知道随着时间的推移，它的行为会发生巨大的变化。在一年中的某些时候，它会平稳而平静地流动，但在其他时候，它会变成一团汹涌澎湃的水。

这两种行为之间的转变与雷诺数有关，雷诺数可以与任何流体流动联系在一起，如水、血液、蜂蜜或气体，如空气。想象一下，这样一种液体从管道中平稳地流下来，想想可能导致这种流动变成湍流的因素。你马上想到的一个因素是气流的速度:随着速度的增加，湍流最终会出现。

另一个因素是你可能会从直觉上想到的液体的流动性:让蜂蜜流变得湍流比让水流变得湍流要困难得多，而水流又不会像空气流那样容易变得湍流。从形式上讲，这种流动性的概念是由流体的粘度来衡量的，您也可以将其视为流体抵抗变形的天然能力。

流体流过的管道的直径也会影响流体的性质。通过管道的湍流可以通过在管道末端放置一个喷嘴来平息，迫使流体进入一个更窄的管道。相反，如果管道突然变宽，平静而稳定的层流可能会变成湍流。在其他条件相同的情况下，管的直径越大，湍流越容易发生。

最后，流体的密度——单位体积的质量——也起作用。高密度流体的流动(松散地说，“重”流体)比低密度流体的流动更容易显示湍流，同样所有其他条件都是相等的。

雷诺数反映了这一点。它被定义为：

其中ρ是流体的密度、u流速、D管道直径和流体的粘度μ。

雷诺数没有单位。如果你输入所有各个量的单位——速度、直径、密度和粘度——你会发现它们相互抵消了。雷诺数是所谓的无量纲量，它是流体力学中最基本的一个概念。

实验表明，如果流动的雷诺数小于2300，无论涉及什么流体，流动都是层流的。如果大于2900，则为湍流。在这两个值之间，你会得到间歇性的行为。

雷诺数的定义不仅适用于流体沿管道流动的情况，也适用于空气绕着飞机机翼流动的情况，或水沿通道流动的情况，等等。这在工程中非常重要，因为工程的目标通常是避免乱流。

飞机在飞行中也会遇到湍流，就像轮船在大海中航线受到风暴的颠簸。飞机最常见的湍流是由风、气压、极端温度、风暴、急流、极端天气和其他气候条件引起的。乘客不必害怕，飞机的设计都考虑了这种情况。