Что такое число Рейнольдса

Число Рейнольдса — это соотношение силы инерции к силе вязкости и является безразмерной величиной. Число Рейнольдса используется для изучения того, как поток жидкости или газа будет проходить, в зависимости от различных ситуаций (турбулентное движение или ламинарное).

Формула числа Рейнольдса

Число Рейнольдса обозначается как Re (это не произведение R и e!) и определяется по формуле:

формула рейнольдса

Где:

v — скорость движения;

d — характерные размеры;

ρ — плотность жидкости/газа;

η — вязкость.

Как анализировать результаты вычислений?

Для движений жидкостей/газов по трубе:

  • если Re > 2000, значит движение будет турбулентным (с завихрениями);
  • если Re < 2000, значит движение будет ламинарным (завихрений нет).

Для движений тела в жидкости:

  • если Re > 1, значит будет происходить турбулентное обтекание (с завихрениями);
  • если Re < 1, значит будет происходить ламинарное обтекание (завихрений нет).

Таблица приблизительных показаний, когда газ переходит от ламинарного состояния к турбулентному

Газ Число Рейнольдса
водород ≈ 2200
монооксид углерода ≈ 4750
пропан и ацетилен 8900 — 10400

Указанные числа превышают обычное критическое значение 2000 — 2200 Re. Это может быть благодаря выделению тепла, плотности или из-за размеров самого канала.

Динамическая вязкость (η)

Динамическая вязкость — это вязкость или текучесть жидкости. Чем меньше вязкость, тем более текучая жидкость, когда она повышается, то повышается её вязкость (тягучесть).

Ещё динамическая вязкость называется коэффициентом вязкости или коэффициентом внутреннего трения. Единица измерения динамической вязкости — паскаль-секунда (Па·с).

Таблица динамической вязкости воды (в миллипаскаль-секундах (мПа•c))

T (°С) μ, мПа•с (сП)
0 1, 792
10 1, 308
20 1, 005
30 0, 8007
40 0, 6560
50 0, 5494
60 0, 4688
70 0, 4061
80 0, 3565
90 0, 3165
100 0, 2838

Кинематическая вязкость (ν)

Кинематическая вязкость — это соотношение динамической вязкости (µ) и плотности жидкости (ρ). Формула выглядит таким образом: ν = µ / ρ. Единица измерения — Па·с.

Таблица кинематической вязкости воздуха (при нормальном атмосферном давлении)

T (°С) Кинематическая вязкость
0 1,32
10 1,41
20 1,51
30 1,6
40 1,66
50 1,76
60 1,86
70 1,97
80 2,07
90 2,2
100 2,29

Размерность числа Рейнольдса

Число Рейнольдса является безразмерной величиной, оно не имеет единицы измерения.

Смотрите также Число Авогадро, Полимер и Числа Фибоначчи.