Jaki jest numer Reynoldsa?
Liczba Reynoldsa (RE) jest liczbą bezwymiarową związaną z mechaniką płynów.Jest to jedna z najważniejszych atrybutów stosowanych do podsumowania sił działających na płyn i, w oparciu o jego wartość, określono turbulencje lub brak turbulencji płynu.Oznaczenie pochodzi od Osborne Reynolds, który przeprowadził wiele pionierskich badań w mechanice płynów na przełomie XIX i XX wieku.Zmienności ilości są określone na osi x tabeli Moody, jeden z bardziej przydatnych wykresów w mechanice płynów.
dokładniej liczba Reynoldsa jest zdefiniowana jako stosunek sił bezwładnościowych, które przyczyniają się do turbulencji,do sił lepkich, które działają przeciwko turbulencji, w płynie.Innymi słowy, liczba opisuje, jak prawdopodobny jest przepływ laminarny lub turbulentny dla danego zestawu warunków fizycznych.Przepływ laminarny lub gładki wskazuje, że wszystko w przepływie płynu porusza się w tym samym kierunku, a te wewnętrzne przepływy nie wpływają na siebie nawzajem.Z drugiej strony przepływ turbulentny wskazuje, że zakłócenia lub wiry są tworzone w ramach głównego przepływu.
Najczęstszym przykładem przepływu laminarnego i turbulentnego można znaleźć w zlewie.Kiedy woda jest po raz pierwszy włączona i nie płynie bardzo szybko, jest jasne.Większość wewnętrznych przepływów wody nie oddziałuje ze sobą i porusza się w tym samym kierunku;Jest to przepływ laminarny i wskazuje niską liczbę Reynoldsa.Wraz ze wzrostem ilości i prędkości wody staje się biała.Wewnętrzne przepływy zaczynają zderzyć się ze sobą w turbulentnym przepływie, wprowadzając powietrze do strumienia wody.
Kolejnym przykładem koncepcji jest wyobrażenie sobie obiektu poruszającego się przez płyn.Im szybciej obiekt się porusza, tym gęstsza ciecz i im więcej czasu obiekt się porusza, tym większe prawdopodobieństwo, że przepływ płynu ma być turbulentny.Im bardziej lepki lub lepki jest płyn, tym większa szansa, że grubość płynu będzie działać w stosunku do przepływu turbulentnego.
Matematycznie, liczba Reynoldsa jest zdefiniowana jako:
re ' i rho; * v * l / #181;
gdzie reynolds liczba
i rho; ' gęstość płynu (zwykle lb/ft 3 lub
v ' prędkość (zwykle ft/s lub m/s)
L ' długość podróży (zwykle ft lub m)
W rurze lub kanale, L ' promień hydrauliczny (zwykle ft lub m)
#181; ' lepkość dynamiczna płynu (zwykle lb/(ft*s) lub kg/(m*s) lub pa*s)
Z równania można zauważyć, że liczba Reynoldsa jest proporcjonalna do długości.Zmienia się również proporcjonalnie do długości i gęstości płynu.Liczby i rho; , v i l wszystkie przyczyniają się do sił bezwładnościowych, podczas gdy #181; przyczyniają się tylko do sił lepkich.
dla RE 2300 lub mniej, przepływ płynu jest uważany za BE BE.warstwowy.Z drugiej strony turbulentny przepływ osiąga się, gdy RE jest większy niż 4000.Wartości liczby Reynoldsa między tymi dwiema wielkościami wskazują przepływy przejściowe, które mogą wykazywać cechy obu rodzajów przepływu.
Liczba Reynoldsa jest stosowana w wielu różnych zastosowaniach mechaniki płynów.Jest to niezbędna część obliczeń współczynnika tarcia w niektórych równaniach w mechanice płynów, takich jak równanie Darcy -Waisbach.Kolejne powszechne zastosowanie liczby jest dostarczane w modelowaniu organizmów pływających przez wodę, a zastosowanie to zostało wykonane od największych zwierząt i mdash;takie jak Blue Whale Mdash;do bardzo małych zwierząt, w tym mikroorganizmów.Ma nawet zastosowania w modelowaniu przepływu powietrza wokół obiektów, takich jak skrzydła samolotu.