Διαστατικός τύπος του αριθμού Reynolds (Re)

Η φυσική ποσότητα που βοηθά στον προσδιορισμό του σχεδίου ροής του υγρού ταξινομώντας το σε τυρβώδη ή στρωτή ροή ενώ ρέει μέσω ενός σωλήνα. Ο λόγος των αδρανειακών δυνάμεων προς το ιξώδες έχει ως αποτέλεσμα τον αριθμό Reynolds. Η ποσότητα είναι μια αδιάστατη ποσότητα. Η στρωτή ροή ονομάζεται ο τύπος ροής στον οποίο το ρευστό κινείται σε ένα συγκεκριμένο σχέδιο ευθειών γραμμών ενώ η τυρβώδης ροή, από την άλλη πλευρά, είναι μια ακανόνιστη ροή του ρευστού με απροσδιόριστο σχέδιο. Η ροή κάτω από τον αριθμό 1100 Reynolds είναι στρωτή και πάνω από 2200 είναι τυρβώδης.

Αριθμός Reynolds (Re):

Το 1883 ο Osborne Reynolds, ένας Βρετανός αρχιτέκτονας και φυσικός, έδειξε ότι η πρόοδος από το στρωτό σε ένα άγριο ρεύμα σε μια γραμμή βασίζεται στην αξία ενός αριθμητικού ποσού που ισοδυναμεί με τη μέση ταχύτητα του ρεύματος επί τη μέτρηση του κυλίνδρου επί το πάχος μάζας του υγρό που απομονώνεται από την απόλυτη συνοχή του. Αυτή η αριθμητική ποσότητα, ένας ανόθευτος αριθμός χωρίς όψεις, έγινε γνωστός ως αριθμός Reynolds και κατά συνέπεια εφαρμόστηκε σε διαφορετικά είδη ρεύματος που περικλείεται ή περιλαμβάνει ένα κινούμενο αντικείμενο που πλημμυρίζει σε ένα υγρό.

Ο αριθμός Reynolds είναι η αναλογία των αδρανειακών δυνάμεων προς τις γκομενικές δυνάμεις. Ο αριθμός Reynolds είναι ένας αδιάστατος αριθμός που χρησιμοποιείται για τη διάταξη των πλαισίων υγρών. Η επίδραση στο πάχος είναι σημαντική για τον έλεγχο των ταχυτήτων ή του παραδείγματος ροής ενός υγρού. Ο αριθμός Reynolds δίνεται από τον Re.

Ο αριθμός Reynolds χρησιμοποιείται για να αποφασιστεί εάν ένα υγρό βρίσκεται στη στρωτή ή βίαιη ροή. Ο αριθμός Reynolds δεν είναι επακριβώς ή ισοδύναμος με το 2100 για να δείξει ένα στρωτό ρεύμα, και ένας αριθμός Reynolds πιο εμφανής από το 2100 για να δείξει ένα βίαιο ρεύμα.

Τύπος αριθμού Reynolds

Re =ρVD / μ

Πού,

ρ =Εγγράφει την πυκνότητα του ρευστού

V =Εγγράφει την ταχύτητα του ρευστού

μ =Εγγράφει το ιξώδες του ρευστού

D =Εγγράφει το μήκος ή τη διάμετρο του ρευστού.

Οι μονάδες αριθμού Reynolds

Ο αριθμός Reynolds είναι η αναλογία της αδρανειακής ισχύος ενός υγρού προς την ισχύ του. Η αδρανειακή ισχύς περιλαμβάνει ισχύ λόγω της μάζας του υγρού ροής. Θεωρήστε το ένα ποσοστό του πόσο ενοχλητικό είναι να αλλάξετε την ταχύτητα ενός υγρού ροής. Οι γκομενικές δυνάμεις διαχειρίζονται τη διάβρωση ενός υγρού ροής. Σκεφτείτε να ρίξετε λίγο τσάι σε αντίθεση με το λάδι μαγειρέματος. Το μαγειρικό λάδι έχει μεγαλύτερο πάχος, καθώς είναι πιο αδιαπέραστο στη ροή.

Έχεις δίκιο αν πιστεύεις ότι η αδράνεια και η παχιά ισχύς είναι το ίδιο. Είναι συγκριτικά στο ότι έχουν παρόμοιες μονάδες! Αυτό σημαίνει ότι ο αριθμός Reynolds είναι ενωμένος. Μπορούμε να αποφασίσουμε εάν ένα ρεύμα υγρού είναι στρωτό ή βίαιο εξαρτώμενο από τον αριθμό Reynolds.

Υποθέτοντας ότι ο αριθμός Reynolds είναι κάτω από 2300, το ρεύμα είναι στρωτό. Οποιοσδήποτε αριθμός Reynolds είναι μεγαλύτερος από 4000 δείχνει μια βίαιη ροή. Το μέσο αυτών των ιδιοτήτων δείχνει ένα παροδικό ρεύμα, το οποίο υποδηλώνει ότι το ρεύμα του υγρού προχωρά ανάμεσα σε στρωτά και θυελλώδη ρεύματα. Αυτό συμβαίνει συνήθως για ένα σύντομο χρονικό διάστημα προς την αρχή ή το τέλος του ρεύματος υγρού όταν μια βαλβίδα ή ένα εξάρτημα είναι ενεργοποιημένο ή απενεργοποιημένο. Τι θα λέγατε να ελέγξουμε την κατάσταση για τον αριθμό Reynolds.

Διαστατικός τύπος του αριθμού Reynolds:

Ο τύπος διαστάσεων του αριθμού Reynolds μπορεί να γραφτεί ως:

[M0L0T0]

Πού,

M =Μάζα

L =Μήκος

T =Χρόνος

Παραγωγή του διαστατικού τύπου του αριθμού Reynolds (Re):

Αριθμός Reynolds =(Πυκνότητα). (Ταχύτητα). (Μήκος). (δυναμικό ιξώδες)-1

Πυκνότητα (ρ) =(Μάζα) / (Όγκος)

Ο τύπος διαστάσεων της πυκνότητας ισούται με

[M1L-3T0] …(i)

Ταχύτητα =(Μετατόπιση)/ (Χρόνος)

Επομένως, οι διαστάσεις της ταχύτητας μπορούν να γραφτούν ως

[M0L1T-1] …(ii)

Ιξώδες =(Απόσταση μεταξύ στρωμάτων). (Δύναμη) / (Εμβαδόν × Ταχύτητα)

Ο τύπος διαστάσεων για τη Δύναμη είναι [M1L1T-2]

Επομένως, ο τύπος διαστάσεων του ιξώδους μπορεί να γραφτεί ως

η =[L].[M1L1T-2].[L2 × L1T-1]-1 =[M1L-1T-1] …(iii)

Αριθμός Reynolds =(Πυκνότητα).(Ταχύτητα). (Μήκος).(δυναμικό ιξώδες)-1

Από την αντικατάσταση τιμών από τις εξισώσεις (i), (ii) και (iii)

Ο τύπος διαστάσεων που εκφράζεται ως

Re =[M1L-3T0].[M0 L1 T-1].[L].[M1L-1T-1]-1

Ως εκ τούτου, ο αριθμός Reynolds μπορεί να αναπαρασταθεί διαστατικά ως [M0L0T0].

Συμπέρασμα:

Τα ρευστά έχουν τη φύση του στρωτού και του στροβιλισμού ενώ ρέουν, κάτι που εξαρτάται από διάφορους παράγοντες όπως η δύναμη διάτμησης, το ιξώδες, η πυκνότητα του ρευστού, η κίνηση των στρωμάτων του ρευστού (παράλληλες ή μη). Ο όρος που καθορίζει την κίνηση των ρευστών και τα κατηγοριοποιεί σε στρωτά και τυρβώδη ονομάζεται αριθμός Reynolds, που είναι ένα εύρος αριθμών, είναι ένα αδιάστατο φυσικό μέγεθος. Ο αριθμός Reynolds έχει το εύρος κάτω ή 1100 για τη στρωτή ροή των ρευστών και 2200 ή παραπάνω για την τυρβώδη ροή του υγρού. Ο κρίσιμος αριθμός Reynolds καθορίζει τη στρωτή-στροβιλώδη μετάβαση.