Wat is het Reynolds -nummer?
Het Reynolds -nummer (RE) is een dimensieloos nummer gerelateerd aan vloeistofmechanica.Het is een van de belangrijkste attributen die worden gebruikt voor het samenvatten van de krachten die op een vloeistof werken en, op basis van de waarde ervan, wordt de turbulentie of gebrek aan turbulentie van een vloeistof bepaald.De aanduiding is vernoemd naar Osborne Reynolds, die in de late 19e en vroege 20e eeuw veel baanbrekende studies heeft gemaakt in vloeistofmechanica.De variaties in de hoeveelheid zijn vastgelegd op de x-as van de humeurige grafiek, een van de meer bruikbare grafieken in vloeistofmechanica.
Meer specifiek wordt het Reynolds-nummer gedefinieerd als de verhouding van traagheidskrachten, die bijdragen aan turbulentie,naar viskeuze krachten, die tegen turbulentie werken, binnen een vloeistof.Anders gezegd, het aantal beschrijft hoe waarschijnlijk de stroom is om laminair of turbulent te zijn voor een bepaalde reeks fysieke omstandigheden.Laminaire of gladde stroom geeft aan dat alles in de stroom van een vloeistof in dezelfde richting beweegt en dat deze interne stromen elkaar niet beïnvloeden.Turbulente stroming daarentegen geeft aan dat verstoringen of wervelingen of wervelingen worden gecreëerd in de hoofdstroom.
Het meest voorkomende voorbeeld van laminaire en turbulente stroming is te vinden in een gootsteen.Wanneer het water voor het eerst wordt ingeschakeld en niet erg snel stroomt, is het duidelijk.De meeste interne stromen van het water interageren niet met elkaar en bewegen in dezelfde richting;Dit is laminaire stroom en duidt op een laag Reynolds -nummer.Naarmate de hoeveelheid en snelheid van het water toeneemt, wordt het wit.De interne stromen beginnen met elkaar te botsen in een turbulente stroming, waardoor lucht in de waterstroom wordt geïntroduceerd. Een ander voorbeeld van het concept is om zich een object voor te stellen dat door een vloeistof beweegt.Hoe sneller het object beweegt, hoe dichter de vloeistof, en hoe meer tijd het object beweegt, hoe groter de kans dat de vloeistofstroom turbulent is.Hoe viskeuzer of plakkerig een vloeistof is, hoe groter de kans dat de dikte van de vloeistof zal werken tegen een turbulente stroom. Wiskundig wordt het Reynolds -nummer gedefinieerd als:
re ' rho; * V * l /
#181;
Waar ReyLynolds -nummer rho; ' vloeistofdichtheid (meestal lb/ft
3 )
v ' snelheid (meestal ft/s of m/s)) of kg/(m*s) of pa*s)
Uit de vergelijking is te zien dat het Reynolds -nummer in directe verhouding tot de lengte is.Het varieert ook evenredig met de lengte en de vloeistofdichtheid.De getallen
rho; , v
l dragen allemaal bij aan de traagheidskrachten, terwijl #181; alleen bijdraagt aan de viskeuze krachten. Voor RE van 2.300 of minder wordt de vloeistofstroom beschouwd als te zijnLaminair.Turbulente stroming daarentegen wordt bereikt wanneer RE groter is dan 4.000.Waarden voor het Reynolds -getal tussen deze twee hoeveelheden geven overgangsstromen aan, die kenmerken van beide soorten stroom kunnen vertonen. Het Reynolds -nummer wordt gebruikt in veel verschillende toepassingen van vloeistofmechanica.Het is een noodzakelijk onderdeel van wrijvingsfactorberekeningen in sommige vergelijkingen in vloeistofmechanica, zoals de Darcy -Weisbach -vergelijking.Een ander veel voorkomend gebruik van het aantal komt in het modelleren van organismen die door water zwemmen, en deze toepassing is gedaan door de grootste dieren mdash;zoals de Blue Whale Mdash;voor zeer kleine dieren, inclusief micro -organismen.Het heeft zelfs toepassingen bij het modelleren van luchtstroom rond objecten, zoals de vleugels van een vliegtuig.