- Число Рейнольдса —
- безразмерная величина, характеризующая отношение инерционных сил к силам вязкого трения в вязких жидкостях и газах.
Число Рейнольдса также является критерием подобия течения вязкой жидкости.
Общие сведения
Число Рейнольдса обозначается в физике и инженерных расчетах — Re. Широко применяется при гидравлических и аэродинамических расчетах различных систем.
Число Рейнольдса служит для определения (является критериям) режима движения среды (жидкости или газа) в системе.
Различают несколько режимов движения жидкостей и газа:
-
- ламинарный;
- смешанный (иногда встречается, как критический);
- турбулентный.
Критерием перехода из одного режима в другой служит критическое значения числа Рейнольдса — Reкр. В расчетах обычно считается, что при Re<Reкр течение происходит в ламинарном режиме, а при Re>Reкр возможно возникновение турбулентности. Смешанный режим обычно относят к турбулентному режиму, как неустойчивая турбулентность.
Для систем трубопроводов с круглыми трубами с очень гладкими стенками критическое значения числа Рейнольдса обычно принимается Reкр≈ 2100÷2300.
Критическое значения числа Рейнольдса зависит от:
-
- от конкретного вида течения (например от формы сечения канала, обтекания шара и т. п.);
- различных возмущений потока (вызывающих изменение направления и модуля вектора скорости потока, например любые местные сопротивления, шероховатости стенок и т.п.).
На основании числа Рейнольдса и исходя из режима движения жидкости или газа при гидравлическом и аэродинамическом расчете определяется коэффициент гидравлических потерь λ (коэффициент путевых потерь).
Существуют методики расчета числа Рейнольдса, учитывающие в себе все выше указанным зависимости. Например расчет числа Рейнольдса при гидравлическом расчете газопроводов согласно методике СП 42-101-2003, разбивает турбулентный режим движения газа на несколько под режимов учитывающих:
-
- режим движения газа (включая смешанный/критический);
- шероховатость стенки трубы.
Примеры использования числа Рейнольдса в расчетах
Формулы расчет числа Рейнольдса. Калькуляторы числа Рейнольдса онлайн.
Классическая формула расчета числа Рейнольдса
Re=(u*D)/υ,
где u — характерная скорость, м/с; D — гидравлический диаметр, м; υ — кинематическая вязкость среды, м2/с.
Формула расчета числа Рейнольдса:
Формула расчета числа Рейнольдса через плотность
Re=(ρ*u*D)/η,
где ρ — плотность среды, кг/м3; u — характерная скорость, м/с; D — гидравлический диаметр, м; η — динамическая вязкость среды, Па·с или кг/(м·с).
Формула расчета числа Рейнольдса:
Формула расчета числа Рейнольдса через объемный расход жидкости или газа
Re=(Q*D)/(υ*S),
где Q — объёмный расход потока, м3/с; D — гидравлический диаметр, м; υ — кинематическая вязкость среды, м2/с; S — площадь сечения канала (например: трубы, воздуховода и т.п), м2.
Формула расчета числа Рейнольдса:
Формула расчета числа Рейнольдса природного газа согласно методике СП 42-101-2003 (п.3.28)
Re=(0.0354*Q)/(d*υ),
где Q — объёмный расход газа при нормальных условиях, м3/ч; d — внутренний диаметр газопровода, см; υ — кинематическая вязкость среды, м2/с.
Формула расчета числа Рейнольдса в газопроводе:
Справочные данные для расчета числа Рейнольдса (плотность и вязкость некоторых веществ)
В случае отсутствия нужного вещества или отсутствие данных по выбранному веществу (значение равно «0», «-«), можно указать в комментариях наименование вещества и рекомендуемый источник информации с физическими свойствами.
Видеоматериал по теме «Число Рейнольдса»
Историческая справка
Число названо в честь Осборна Рейнольдса. Экспериментально установил (1876—1883 гг.) критерий (число Рейнольдса) перехода ламинарного режима движения жидкости, текущей в цилиндрической трубе, в турбулентный режим.
