Numărul Reynolds

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 9 iunie 2021; verificările necesită 3 modificări .

Numărul Reynolds ( ), este o mărime adimensională care caracterizează raportul dintre forțele de inerție și forțele de frecare vâscoase în lichide și gaze vâscoase [1] . $\mathrm{Re}$

Numărul Reynolds este, de asemenea, un criteriu pentru asemănarea unui flux de fluid vâscos.

De exemplu, pentru conductele drepte netede, valoarea critică a criteriului Reynolds și mișcarea fluidului la va fi laminară stabilă. Mișcarea în condiție devine turbulentă (se mai numește și instabil turbulent sau tranzițional), iar curgerea fluidului capătă un caracter turbulent stabil la [2] . ${\text{Re}}_{\text{cr}}\cong 2300$ ${\text{Re}}<{\text{Re}}_{\text{cr}}$ ${\text{Re}}>{\text{Re}}_{\text{cr}}$ ${\text{Re}}>10^{4}$

Definiție

Numărul Reynolds este determinat de următoarele relații:

{\mathrm {Re}}={\frac {\rho vD_{\Gamma }}{\eta }}={\frac {vD_{\Gamma }}{\nu }}={\frac {QD_{\Gamma }} }}{\nu A}},

unde este densitatea mediului , kg/m3 ;

\rho

v

— viteza caracteristică , m/s;

D_{\Gamma }

— diametrul hidraulic , m;

\eta

— vâscozitatea dinamică a mediului, Pa s sau kg/(m s);

\nu

— vâscozitatea cinematică a mediului ( ), m 2 /s;

\nu=\eta /\rho

Q

- debitul volumetric , m 3 / s;

A

- aria secțiunii transversale a canalului, de exemplu, țevi, m 2 .

Pentru fiecare tip de curgere, există un număr Reynolds critic, care , după cum se crede în mod obișnuit, determină trecerea de la fluxul laminar la cel turbulent . ${\text{Re}}_{\text{cr}}$

Când curgerea are loc în regim laminar, când pot apărea turbulențe. ${\text{Re}}<{\text{Re}}_{\text{cr}}$ ${\text{Re}}>{\text{Re}}_{\text{cr}}$

Valoarea critică a numărului Reynolds depinde de tipul specific de curgere (de exemplu, debitul într-o țeavă rotundă , debitul în jurul unei bile etc.), diferitele perturbări ale fluxului, cum ar fi o schimbare a direcției și modulului vitezei curgerii vector, rugozitatea peretelui, proximitatea constricțiilor locale ale canalului etc. De exemplu, pentru un flux (mai precis, pentru un flux izoterm staționar) al unui lichid într-o țeavă rotundă dreaptă cu pereți foarte netezi [3] . ${\text{Re}}_{\text{cr}}\simeq 2100\ldots 2300$

La valorile lui Re peste limita critică și până la o anumită limită, se observă un regim de curgere a fluidului (mixt) de tranziție, când este mai probabil un flux turbulent, dar se observă și curgerea laminară în unele cazuri specifice - așa-numita turbulențe instabile. Numărul din conducte corespunde intervalului de tranziție 2300-10000 ; de exemplu, cu curgere în pelicule subțiri, intervalul este de la 20-120 la 1600. ${\text{Re}}_{\text{cr}}>2300$

Pentru gaze , se realizează la debite mult mai mari decât pentru lichide, deoarece acestea din urmă au o vâscozitate cinematică semnificativ mai mare (de 10-15 ori). ${\text{Re}}_{\text{cr}}$

Criteriul poartă numele remarcabilului fizician englez Osborne Reynolds ( 1842-1912 ) , autorul a numeroase lucrări de pionierat în hidrodinamică .

Numărul acustic Reynolds

În acustică , numărul Reynolds este folosit pentru a cuantifica raportul termenilor neliniari și disipativi din ecuația care descrie propagarea unei unde de amplitudine finită [4] . În acest caz, numărul Reynolds ia următoarea formă:

{\text{Re}}_{\text{a}}={\frac {\rho c_{0}V}{\omega b)),

unde este densitatea mediului , kg/m3 ;

\rho

V

este amplitudinea vitezei de vibrație, m/s;

\omega

— frecvență circulară , rad/s;

c_{0}

este viteza sunetului în mediu, m/s;

b

este parametrul de disipare .

Sensul fizic

Numărul Reynolds este o măsură a raportului dintre forțele de inerție care acționează într-un flux și forțele vâscoase . Densitatea din numărătorul expresiei caracterizează inerția particulelor care suferă accelerare , iar valoarea vâscozității la numitor caracterizează tendința lichidului de a preveni o astfel de accelerare. ${\mathrm {Re}}={\frac {\rho vD_{\Gamma }}{\eta }}={\frac {vD_{\Gamma }}{\nu }}$

De asemenea, numărul Reynolds poate fi considerat ca raportul dintre energia cinetică a fluidului și pierderea de energie pe lungimea caracteristică (datorită frecării interne ).

Dacă numărul Reynolds al fluxului este de multe ori mai mare decât cel critic, atunci fluidul poate fi considerat ideal. În acest caz, vâscozitatea lichidului poate fi neglijată, deoarece grosimea stratului limită este mică în comparație cu dimensiunea caracteristică a procesului, adică forțele de frecare vâscoasă sunt semnificative numai într-un strat subțire și turbulența dezvoltată. se observă în flux.

Note

↑ Monin A.S., Yaglom A.M. Statistical hydromechanics . — M. : Nauka, ediția principală a literaturii fizice și matematice, 1965. — 640 p.
↑ Fundamentele hidraulicei. Capitolul 6. P. 144. Sursa: site-ul Web Manualul Chimistului Secolului 21 . (nedefinit)
↑ Yavorsky B. M., Detlaf A. A. Handbook of Physics . - M. : „Nauka”, Ediția principală a literaturii fizice și matematice, 1968. - P. 339. - 940 p.
↑ Ecografia , Enciclopedia Sovietică, M., 1979, p. 303.

Literatură

Kasatkin AG Procese și aparate de bază ale tehnologiei chimice. Ed. al 8-lea. Chimie: Moscova, 1971; Cu. 42 - 43; 118.
Dytnersky Yu. I. Procese și aparate de tehnologie chimică. Partea 1. Bazele teoretice ale proceselor tehnologice chimice. - M . : Chimie, 1995. - 400 p. - 6500 de exemplare. — ISBN 5-7245-1006-5 .

Mărimi fără dimensiune în fizică
Concepte	Dimensiunea unei marimi fizice Cantitate fără dimensiuni π -Teorema criteriul de similitudine
criterii de similitudine	Numărul Alfvén (Al) numărul lui Arhimede (Ar) Numărul Atwood (A) Număr Bagnold (Ba) Numărul Burstow (Fii) Număr bio (Bi) Numărul Boltzmann (Bo) Număr Bond/Eötvös (Bo, Bd sau Eo) Numărul Brinkmann (Br) Număr Bulygin (Bu) Numărul Weisenberg (Wi sau We) Numărul Weber (Noi) număr galilean (Ga) numărul Hartmann (Ha) Număr Gay-Lussac (Gc sau GaL) Numărul de homocronicitate (Ho) Numărul Grashof (Gr) Numărul Graetz (Gz) Numărul Gouche (Go) Numărul Damköhler (Da) Numărul Deborah (De) Numărul deryagin (Dg sau De) Numărul decanului (Dn sau D ) Număr capac (Co) Numărul de capilaritate (Cp sau Ca) Numărul Karman (Ka) Numărul Keleghan-Carpenter ( K C ) Numărul Kibel (Ki) numărul Kirpichev (Ki) Numărul Clausius (Cl) Numărul Knudsen (Kn) Numărul Kossovich (Ko) Numărul Cauchy (Ca) Numărul Laplace (La) Numărul Lundquist (Lu sau S) Numărul Lykov (Lk sau Lu) numărul lui Lewis (Le) Numărul Liașcenko (Ly) Numărul Marangoni (Mg) Numărul Mach (M) Numărul Morton (Lu) numărul Nusselt (Nu) Numărul Newton (Ne sau Nt) Numărul Onesorge (Oh) Număr peclet (Pe) Numărul Posnov (Pn) numărul Prandtl (Pr) Numărul magnetic Prandtl (Pr m ) Numărul Prandtl turbulent (Pr t ) Număr Poiseuille (Po) Numărul Reynolds (Re) Numărul Reynolds acustic (Re a ) Numărul Reynolds magnetic (Re m ) Numărul Richardson (Ri) Numărul Rossby (Ro) Numărul trandafirilor (Rs) Numărul Roshko (Rk sau Ro) Numărul Ruark (Ru) Numărul Rayleigh (Ra) Numărul Soret (Sr) Numărul Stanton (Sf) Numărul Stokes (Sk sau Stk) Numărul Strouhal (S, Sh sau St) Numărul Stewart (St sau N ) Numărul Suratman (Su) numărul Taylor (Ta) Numărul Womersley (Wo sau α) Numărul Fedorov în hidrodinamică în teoria uscării (Fe) Numărul Froude (Fr) numărul Fourier (Fo) numărul Hagen (Hg) Numărul Chandrasekhar (Ch sau Q ) Numărul Schmidt (Sc) Numărul Sherwood (Sh) Numărul Euler (Eu) Numărul Eckert (Ec sau E ) Numărul Ekman (Ek) Numărul Elsasser (El sau Λ) Numărul Eriksen (Er) numărul Iacov (Ja)
Alte mărimi adimensionale	Abbe număr numere cuantice

Dicționare și enciclopedii	Mare catalană Mare norvegian Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	GND : 4177959-9 J9U : 987007536463305171 LCCN : sh85113557 NKC : ph1002002