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層流是流體的一種流動狀態。流體在管內流動時,其質點沿著與管軸平行的方向作平滑直線運動。此種流動稱為層流或滯流,亦有稱為直線流動的。流體的流速在管中心處最大,其近壁處最小。管內流體的平均流速與最大流速之比等於0.5,根據雷諾實驗,當雷諾准數引Re<2320時,流體的流動狀態為層流。 粘性流體的層狀運動。在這種流動中,流體微團的軌跡沒有明顯的不規則脈動。相鄰流體層間只有分子熱運動造成的動量交換。常見的層流有毛細管或多孔介質中的流動、軸承潤滑膜中的流動、繞流物體表面邊界層中的流動等。

1相關計算

層流只出現在雷諾數Re(Re=ρUL/μ)較小的情況中,即流體密度ρ、特徵速度U和物體特徵長度L都很小,或流體粘度μ很大的情況中。當Re超過某一臨界雷諾數Recr時,層流因受擾動開始向不規則的湍流過渡,同時運動阻力急劇增大。臨界雷諾數主要取決於流動形式。對於圓管,Recr≈2000,這裡特徵速度是圓管橫截面上的平均速度,特徵長度是圓管內徑。層流遠比湍流簡單,其流動方程大多有精確解、近似解和數值解。層流一般比湍流的摩擦阻力小,因而在飛行器或船舶設計中,應盡量使邊界層流動保持層流狀態。

2舉例說明

(如圖)細緻地調節細管中紅水的流速,當它與主流管內水流速度相近時,可以看到清水中有穩定而清晰的紅色水平流線,表明這時主流管中各水層互不干擾地流動。這種水流叫做層流。
流線型與模擬的層流
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