超聲波流量計基礎理論探討 四十一
兩種不同流動狀態對應著管內的速度分布也不同。層流狀態下的速度分布形式為拋物線狀,而紊流狀態下流速以管道軸線為中心呈對數曲線對稱分布,即管道內的速度分布趨于平坦,因此紊流狀態的速度分布比層流狀態的速度分布均勻得多,超聲波流量計也更適合在紊流狀態流體中應用,以減少由于流速分布不均勻帶來的誤差。根據流體力學可知,雷諾數Re 是流體流動狀態的一個判斷依據,一般認為,Re=2300 可作為流體從層流狀態到紊流狀態的臨界判斷,。
式中v 為流體的平均流速,D 為管道直徑,為管道中流體的運動粘度,為流體的密度。
①當Re<2300 時,流體流動為層流狀態,管內流體流速分布為[18]:
式中, max v ——管道中心處的最大流速;
R——管道半徑;
r——與管道中心的徑向距離。
②當Re>2300 時,流體開始向紊流狀態過渡,通常介于層流和紊流之間的狀態也作為紊流狀態處理。