Table of Contents

הבנת מספר ריינולדס ב Fluid Mechanics

מספר ריינולדס עומד כאחד מהכמויות הבסיסיות ביותר של מכניקת נוזלים, המשמש ככלי קריטי למהנדסים, מדענים וחוקרים ברחבי העולם. פרמטר רב עוצמה זה מאפשר לאנשי מקצוע לחזות ולנתח דפוסי זרימה על פני אינספור מצבים זרימה נוזלית, מהזרם המיקרוסקופי של דם דרך קפסולות לתנועת האוויר מסיבית סביב מטוסים הידראוליים.

המשמעות של מספר ריינולדס מרחיבה הרבה מעבר לסיווג פשוט של סוגי זרימה.זה משמש גשר בין מכניקת נוזל תיאורטית יישומים בעולם האמיתי, המאפשר למהנדסים בקנה מידה של ניסויים, לחזות התנהגות מערכת, ואופטימיזציה של עיצובים עבור יעילות מקסימלית. על ידי שליטה במושג זה, אנשי מקצוע יכולים לקבוע אם זרימה נוזל יציג לליטר או מאפיינים סוערים, אשר משפיע באופן בסיסי על כל דבר מצריכת אנרגיה ושיעורי העברה חום כדי לערבב יעילות ולחצים.

מה המספר של ריינולדס?

מספר ריינולדס, שמקובל כ Re, מייצג את היחס של כוחות אינרטיים לכוחות מול הזרם הנוזלי.שם לאחר המהנדס הבריטי והפיזיקאי אוסבורן ריינולדס, אשר לראשונה הוכיחו את חשיבותו בשנות ה-80 באמצעות ניסויי זרימת הצינור המפורסמים שלו, פרמטר חסר ממד זה הפך הכרחי בניתוח דינמיקות נוזלי.

הביטוי המתמטי למספר ריינולדס הוא:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

לחלופין, ניתן לבטא זאת באמצעות סטיות קינמטיות:

(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇

היכן הפרמטרים מוגדרים כ:

  • (ב) ⁇ FLT:1 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ויקרא י"ד: ויקרא י"ד): "ממד אורך האופין" (שם)
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ FLT:1 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

פרשנות פיזית של מספר ריינולדס

כדי להבין באמת את מספר ריינולדס, חיוני להבין מה כוחות פנימיים ומולקווס מייצגים בזרימת נוזל.כוחות אינרטיים מתייחסים לתדרומה של הנוזל ולהתנגדותו לשינויים בתנועה – באופן משמעותי, הנטייה של הנוזל להמשיך לנוע בכיוון הנוכחי שלו.

כוחות מיושנים, לעומת זאת, מייצגים את החיכוך הפנימי בתוך הנוזל – ההתנגדות לזרימה שנגרמה על ידי אינטראקציות מולקולריות.כוחות אלה נוטים לחסן הפרעות ולקדם תבניות זרימה חלקות, מסודרות.כאשר כוחות מולקווס שולטים (מספר ריינולדס נמוך), הנוזל מתנהג בצורה צפויה, מצופה, שכבה.כאשר כוחות לא רצויים שולטים (מספר גבוה), המומנטום של ריינולדס, המומנטום של נוזל, מתפתל, המוביל לתנועות כאוטיות, מכובשות, מסובכות לכדי תנועה טרמפרטיות.

המספר ריינולדס מספר לנו במהותם של כוחות מתחרים אלה שולט בהתנהגות הזרם.מספר של ריינולדס נמוך מציין כי כוחות האקוקוס דומיננטיים, וכתוצאה מכך זרימה חלקה, זוהרת. מספר גבוה של ריינולדס מצביע על כך שכוחות לא רשמיים מחלחלים לאפקטים מולקוקוס, מה שמוביל לזרימה סוערת עם האינדיות האופייניות שלה, הסופטיות, ותנועת כאוטי.

קונטקסט היסטורי ופיתוח

מספר ריינולדס הופיע מיצירה ניסיונית פורצת הדרך של אוסבורן ריינולדס באוניברסיטת מנצ'סטר ב 1883. ריינולדס ערכה סדרה של ניסויים אלגנטיים באמצעות צינור זכוכית שדרכו המים זורמים, עם זרם דק של צבע מוזרק בכניסה לצנרת. על ידי שליטה בזהירות על קצב זרימת הדם והתבוננות בהתנהגות הצבעים, ריינולדס הראה מעברים מחלקים וזמין לכאוטיים ולא סדירים במהירות קריטית.

ריינולדס גילה כי מעבר זה לא היה תלוי רק במהירות, אלא בשילוב ספציפי של תכונות נוזל ותנאי זרימה.עבודתו ביססה את הפרמטר חסר הממד שנושא כעת את שמו, מהפכה בתחום מכניקת הנוזלים.גילוי זה אפשר למהנדסים לנבא התנהגות במערכות של קשקשים שונים מאוד ועם נוזלים שונים, תוך שימוש באותו עיקרון בסיסי.

מאז העבודה המקורית של ריינולדס, הרעיון כבר מעודן ורחב לצורות זרימה רבות מעבר לזרימת צינורות פשוטה. החוקרים זיהו מספרים קריטיים עבור זרימת צלחות שטוחות, סביב גלילים ותחומים, בערוצים פתוחים, ואינספור גיאוגרפיות אחרות.המספר ריינולדס הפך אבן הפינה של ניתוח ממדי ותאוריה דומה, המאפשרת שימוש במודלים בקנה מידה במנהרות רוח ובערוצים לחיזוי התנהגות בקנה מידה מלא.

חשיבותו וחשיבותו של מספר ריינולדס

מספר ריינולדס משרת פונקציות קריטיות מרובות במכניקת נוזלים ופרקטיקה הנדסית, מה שהופך אותו לאחד הפרמטרים המובנים ביותר בתחום.חשיבותו אינה ניתנת להגדרה יתר, שכן הוא משפיע כמעט על כל היבט של עיצוב מערכת נוזלי, ניתוח ואופטימיזציה.

משטרי זרימה

היישום העיקרי של מספר ריינולדס הוא לקבוע אם זרימה תהיה laminar, מעבר, או טורב. סיווג זה הוא יסודי כי משטרי זרימה אלה מציגים מאפיינים שונים באופן דרמטי:

  • (FLT:0)Laminar Flow (Re < 2,000 לזרימת צינורות): FLT:1 Characterized על ידי חלקיקים חלקה, מסודר לנוע עם חלקיקים נוזליים נעים בשכבות מקבילים.
  • (FLT:0) זרם טרנספורמטיבי (2,000 ונעליים; פשטות; 4,000 לזרם צינורות): משטר לא יציב שבו זורם שינויים בין תכונות למין ומטרידות. Flow בטווח זה הוא בלתי צפוי ונמנע בדרך כלל בתכנון כאשר ניתן.
  • (FLT:0) זרם זרקורנטי (Re > 4,000 לזרימת צינורות): מהירויות 1FRELT (איור 1) מאופיינות על ידי תנועה כאוטית, תלת-ממדית עם אדיים ומערביות של גדלים שונים. פרופילי Velocity הם שטוחים, ערבוב הוא מהיר ויעיל, וירידה בלחץ עולה עם מהירות העלתה כוח בין 1.75 ל 2.

חשוב לציין כי המספרים המכריעים של ריינולדס הם ספציפיים לזרימת צינורות. גיאוגרפיות אחרות יש נקודות מעבר שונות.עבור זרימת מעל צלחת שטוחה, למשל, המעבר מתרחש בדרך כלל סביב Re = 500,000 בהתבסס על מרחק מן הקצה המוביל.

מודלים דומים ומודלים דומים

אחת האפליקציות החזקות ביותר של מספר ריינולדס היא בניתוח דמיון ומודלים בקנה מידה.כאשר שתי מערכות דומות גיאומטריות פועלות באותו מספר ריינולדס, הן מציגות תבניות זרימה דומות באופן דינמי, ללא קשר לגודלן האמיתי או לנוזל הספציפי המשמש.

  • מודלים בקנה מידה מבחן במנהרות רוח או ערוצי מים כדי לחזות התנהגות בקנה מידה מלא
  • השתמש בניסויים במים כדי להבין את תופעת זרימת האוויר (או להיפך)
  • תוצאות נוספות מניסויים במעבדה לציוד תעשייתי
  • אימות סימולציות נוזלים חישוביות (CFD) נגד נתונים ניסיוניים

עיקרון דומה זה הציל אינספור שעות ומשאבים בפיתוח הנדסי, המאפשר למעצבים לייעל מערכות לפני בניית אבטיפוס יקר או מתקנים בקנה מידה מלא.

אופטימיזציה של מערכת

מהנדסים מסתמכים רבות על מספר ריינולדס כאשר מעצבים מערכות נוזלים כדי להבטיח ביצועים אופטימליים, יעילות ואמינות.הבנת משטר זרימת הדם מאפשרת למעצבים:

  • (ב) הפחתה של לחץ:0 (FLT:103) על ידי שמירה על זרימת laminar שבו מתאים, מעצבים יכולים להפחית את דרישות הכוח צריכת האנרגיה.
  • (FLT:0)Enhance Mixring: 1 in Chemicalכורים ושילוב כלי שיט, זרימה סוערת (מספר ריינולדס גבוה) מקדם שילוב מהיר ומדים.
  • (FLT:0)Control Heat Transfer:FLT:1 Turbulent זרימה באופן דרמטי מגביר את יעילות העברת החום, אשר רצוי להחליף חום, אך עשוי להיות בעייתי ביישומים אחרים.
  • (FLT:0)Prevent Flow-Induced Vibration:03: 1 הבנת מספר ריינולדס מסייע לחזות תדרים שופכים ולהימנע מתנאי התחדשות שעלולים לפגוע במבנים.
  • (FLT:0) הבטחת מדידה נכונה: FLT:1 Flow Measurement מכשירים כמו צלחות או מרכזי ומים אוטורי יש אפקטיביות קלבונית שונה בהתאם למספר ריינולדס.

הבנה טבעית

מספר ריינולדס אינו מוגבל למערכות מונדסות – הוא מספק תובנות לתופעות טבעיות של נוזל.מדענים משתמשים בו כדי להבין:

  • (ב) ,0) , אטמוספירפרי: 1FLT:1 דפוסים מזג אוויר, היווצרות ענן, וזעזוע אטמוספירי
  • (ב) ⁇ :0 (ב) ⁇ (ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד: ויקרא י"א: ויקרא י"ד:
  • (FLT:0) מערכות ביולוגיות: FLT:1 זרימת דם במערכת הדם במחזור הדם, יעילות שחייה של אורגניזמים מימיים, ומכניקת טיסה של חרקים וציפורים
  • (ב) ⁇ :0) תהליכים גאולוגיים: FLT:1 Lava Flow shape, תנועת מים קרקעיים ודינמיקה של קרחונים

יישומים שונים של מספר ריינולדס

מספר ריינולדס מוצא יישומים בכל תחום הכולל זרימה נוזלית.הבנת יישומים אלה מסייעת להמחיש את הגמישות והחשיבות של הפרמטר בהנדסה ובמדע מודרני.

Aerodynamics ו- Aerospace Engineering

בתעופה ואווירפייס, מספר ריינולדס הוא קריטי לחלוטין לניתוח זרימת אוויר על כנפיים, מתפתלים, משטחים שליטה ורכיבים אחרים. מעצבי מטוסים חייבים לשקול את השפעות מספר ריינולדס לאורך המעטפת הטיסה, החל מעומס מהיר ונחתה לתנאי שייט מהירים.

יישומים מרכזיים כוללים:

  • (FLT:0)Wing Design:FLT:1 , מספר ריינולדס משפיע על התנהגות שכבת הגבולות, נקודות הפרדה ומאפיינים דוכנים. נמוך ריינולדס מספר זורם (הטיפי של מל"טים קטנים ומטוסי מודל) מתנהג אחרת מאוד מזרמים מספר גבוה של ריינולדס סביב מטוסים מסחריים.
  • (FLT:0) בחינת מנהרות של ווינארד: מהנדסים 1FLT חייבים להבטיח כי בדיקות מנהרות רוח נערכות במספרים מתאימים של ריינולדס לייצג במדויק תנאים בקנה מידה מלא.זה דורש לעתים קרובות מנהרות רוח מתוחכמות או מתקני Cryogenic כדי להשיג התאמה למספרי ריינולדס.
  • (FLT:0Drag Prediction: FLT:1 חיכוך עור גרור ולחץ לגרור שניהם תלויים חזק על מספר ריינולדס, המשפיע על יעילות הדלק חישובי ביצועים.
  • (FLT:0)Control Surface יעילותness:FLT:1 יעילות של איילונים, מעליות, ושערות משתנה עם מספר ריינולדס, המשפיע על תכונות טיפול מטוסים.

לקבלת מידע נוסף על עקרונות האירודינמיקה, בקר:0 NASA's Aeronautics Research,R.

הידרובולים והנדסה אזרחית

מהנדסים הידרוקוליים משתמשים במספר ריינולדס באופן נרחב בעיצוב מערכות אספקת מים, מתקני טיפול במים, רשתות השקיה ומערכות ניקוז.הבנת משטרי זרימה מסייעות לייעל את צינורות, בחירת משאבה, ואת פריסת המערכת.

יישומים כוללים:

  • (FLT:0) עיצוב פילין: 1FLT:1 גורמי חיכוך עבור חישובי ירידה בלחץ, אשר שונים באופן משמעותי בין laminar ו זרימה סוערת
  • (FLT:0) פתח ערוץ Flow:FLT:1 A Analysis Flow in River, Canals, and Storm ניקוז באמצעות מספר ריינולדס המבוסס על רדיוס הידראולי
  • (ב) [ה]: [ה] [ה], [ה], [ה], [ה'], [ה'], [ה'], [ה'], [ה'], [ה'], [ה'], [ה'], [ה'ו[ב], [ה'], [ה'], [ה'], ו[ה'[ה'[ה']']']'] [ה']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה']']']'[ה']']']'[ה']']']'[ה']']'[ה']'[ה'[ה']'[ה']']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה']'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0)Pump and Turbine Performance:FreaLT:1) עקומות ביצועים סקרלינג בין גדלים שונים לתנאי הפעלה

הנדסה כימית ותעשיות תהליכים

מהנדסים כימיים מסתמכים על מספר ריינולדס לתכנון כורים, ציוד הפרדה, חילופי חום ומערכות פיטורים.משטר הזרמה משפיע ישירות על שיעורי התגובה, יעילות ההפרדה וביצועי העברת חום.

יישומים קריטיים כוללים:

  • (FLT:0) Reactor Designmia: FLT:1 מבטיח שילוב הולם לתגובות הומוגניות או שליטה בחלוקת זמן מגורים בכורות קונסולריים
  • (FLT:0) עיצוב בורר: FLT:1 חישוב משככי חום, אשר גדל באופן דרמטי עם מספר ריינולדס בזרימה סוערת
  • (ב) ,0) , ⁇ (ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) ,FLT:1 ניהול חום ושילוב במערכות פולימרים טבוליות מולקולוס.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

הנדסה ביולוגית ופיזיולוגיה

מספר ריינולדס ממלא תפקיד מכריע בהבנת זרימת הדם במערכת הדם ובעיצוב מכשירים רפואיים.זרימת דם ברוב כלי השיט היא laminar, אך יכול להיות סוער בתנאים פתולוגיים מסוימים או במכשירים מלאכותיים.

יישומים חשובים כוללים:

  • (FLT:0) מערכת הקרופולוסקולרית: FLT:1 Aevolved לנתח זרימת דם בעורקים וברידים, עם מספרים ריינולדס טיפוסיים החל מ-1 מתוך כ-4,000 ב-Aorta במהלך שיא הסיסטולאוליול.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) אספקת דיפר:0) ,51 , הבנת זרימה בתקני מיקרו-השפעה ובנשפים
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

הנדסה לרכב

מהנדסי רכב משתמשים במספר ריינולדס בפיתוח אווירודינמי, עיצוב מערכת קירור, אופטימיזציה של הזרקת דלק.אירודינמיקה של רכב משפיעה באופן משמעותי על יעילות הדלק, יציבות מהירה גבוהה ורעש רוח.

יישומים כוללים:

  • (FLT:0) External Aerodynamics:FLT:1 אופטימיזציה של הגוף כדי להפחית את גרגור ולשפר את כלכלת הדלק
  • (FLT:0Cooling Systems: FLT:1 עיצוב רדיורים, בין-קולרים, וניהול זרימת אוויר עבור מנוע קירור
  • (הופנה מהדף HVAC Systems: 1) אופטימיזציה של תא תא התא ותפקוד מיזוג אוויר
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ◄ ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

אדריכלות ימית וספינות

מעצבי האנייה חייבים לשקול את ההשפעות מספר ריינולדס כאשר הם צופים התנגדות של hull, ביצועים מונעים, ולהגדיל את המאפיינים. הגודל הגדול של אוניות אומר שהם פועלים במספרים גבוהים מאוד של ריינולדס, מה שהופך את המודל לאתגר.

שיקולים מרכזיים כוללים:

  • (ב) ,0) התנגדות: 1 , 1 , חיכוך ורכיבי התנגדות של גל
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) עיצוב:0 (בשיתוף:0) 1 (FLT:1) מזער רעש זרימה עבור גניבה וקידוד של שליטה על פני השטח יעילות
  • (ב) ,0) מבנים משוריינים: 1FLT:1 כוחות חיזוי על פלטפורמות, צינורות ומערכות מחוסנים

הנדסה סביבתית

מהנדסים סביבתיים ליישם את מושגי מספר ריינולדס לשליטה בזיהום אוויר ומים, פיזור אטמוספרי מודלים וניתוח מערכת אקולוגי.

  • (ב) ,0) עיצוב: 1FLT: הבטחת פיזור נאות של פליטות מערימות תעשייתיות
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0.19: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

חישוב מספר ריינולדס: מדריך מפורט

חישוב מספר ריינולדס דורש תשומת לב זהירה לנכסים נוזליים, תנאי זרימה, ובחירה מתאימה של אורך אופייני.חלק זה מספק הדרכה מקיפה על ביצוע חישובים אלה כראוי.

שלב 1: נכסים של פלויד

הצעד הראשון בחישוב מספר ריינולדס הוא איסוף נתונים מדויקים של רכוש נוזלי. הן צפיפות והן מהירויות הן תלות טמפרטורה, וניתן גם להשתנות עם לחץ, במיוחד עבור גזים.

הכחדות ( ⁇ )

ניתן להשיג צפיפות פלוריד:

  • (FLT:0) שולחן פרופורציה: 1FLT) הפניות סטנדרטיות כמו המדריך של מהנדסי הכימי של פרי או חוברת היד של CRC לכימיה ופיסיקה לספק נתונים צפיפות עבור נוזלים משותפים
  • (FLT:0) quations of State:FLT:1 forגזים, חוק הגז האידיאלי ( ⁇ =P / R-T) מספק דיוק סביר בלחץ מתון, שבו הלחץ, M הוא משקל מולקולרי, R הוא קבוע הגז, ו-T הוא טמפרטורה מוחלטת.
  • (FLT:0) Online Databases:FLT:1 NIST (המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה) מספק נתונים של רכוש נוזלי מקיף באמצעות חוברת האינטרנט שלהם
  • (ב) ניתן למדוד את ההכחשה באמצעות הידרומטרים, מדמונים או מפלס צפיפות

עבור מים ב-20 מעלות צלזיוס, צפיפות היא כ 998 ק"ג / m3. עבור אוויר בתנאים סטנדרטיים (20 מעלות צלזיוס, 1 atm), צפיפות היא בערך 1.20 ק"ג / m3.

דינמיות (μ)

הוויתור מאתגר יותר לקבוע כי זה משתנה באופן משמעותי עם טמפרטורה. עבור נוזלים, צמיגות יורדת עם טמפרטורה מוגברת, בעוד גזים, צמיגות עולה עם טמפרטורה.

מקורות נתונים של שקיפות כוללים:

  • (FLT:0) לוחות פרופרטטיים: 1) ההתייחסות להנדסת התקנים מספקים נתונים של טמפרטורות שונות
  • (ב) משוואה:0 (הקורלים האמפיריים: 1) משוואה Sutherland עבור גזים או משוואה אנדרודה לנוזלים יכולה להעריך את ההיקף בטמפרטורות שונות
  • (FLT:0) מדדי ה-Direct Measurement: 1FLT:1 ,Walometers (capillary, הסיבובי או נופל סוגי הכדור) יכולים למדוד את ההיקף ישירות
  • (ב) ◄ אתרי אינטרנט רבים מספקים מחשבוןי רכוש נוזלי לחומרים משותפים

עבור מים ב-20 מעלות צלזיוס, מהירויות דינמיות הוא בערך 1.002 × 10-3 Pas. עבור אוויר ב 20 מעלות צלזיוס, מהירויות דינמיות הוא בערך 1.81 × 10-5 Pa.

המונחים: kinematic Flowosity

סטיות Kinematic לעומת זאת, המוגדרות כ- ⁇ =μ/ ⁇ , לפעמים נוח יותר לשימוש.יש לה יחידות של m2/s, עם יחידת cgs שנקראה Stoke (1 St= 10-4 m2/s) למים ב-20 ° C, kinematic מולקולות היא בערך 1.004 × 10-6 m2/s עבור אוויר ב-20 ° C, kic בערך 1.5/2.

שלב 2: מדד או חישוב תנאי זרימה

קביעת המהירות המתאימה והאורך האופייני דורש הבנה של הגיאומטריה והתנאים הספציפיים.

Velocity (v)

המהירות שבה נעשה שימוש בחישוב מספר ריינולדס תלויה ביישום:

  • (FLT:0)Pipe Flow:FLT:1 השתמש במהירות הממוצעת (bulk) מחושבת כ- V=Q/A, שבו Q הוא קצב זרימה בנפח ו- A הוא שטח חוצה-שטח.
  • (FLT:0)External Flowir: 1FLT) השתמש במהירות חופשית של זרם חופשי (מהירות הנוזל רחוק מהאובייקט)
  • (ב) ,0) פתח ערוץ: 1 (FLT) השתמש במהירות הממוצעת בתקשור
  • (ב) ,0) ציוד רוטטטיבי: 1FLT השתמש במהירות טיפ או מהירות אופיינית המבוססת על מהירות הסיבובית

ניתן למדוד את הוולעיר באמצעות:

  • מ"ר זרימה (מגנטי, קול, טורבינות, או סוגים של מערב)
  • צינורות פיטו למדידת מהירות מקומית
  • חם-חוט או סרט חם
  • לייזר דופלר velocimetry (LDV) או תמונת חלקיקים velocimetry (PIV) למדידות שדה זרימה מפורטות

אורך האופייסטי (L)

אורך אופייני הוא אולי הפרמטר תלוי הגיאומטריה ביותר בחישוב מספר ריינולדס. בחירת גודל אורך המתאים הוא קריטי לתוצאות משמעותיות:

  • (ב) ,0) ,CircularPiure: FLT:1 השתמש בקוטר הפנימי (D)
  • (FLT:0) דוקטס: לא-קלרי: ⁇ 1) השתמש בקוטר הידראולי, Dh= 4A / P, שבו A הוא שטח חצוי ו- P רטוב perimeter.
  • (ב) ,0) מעל לוח שטוח: FLT:1 השתמש במרחק מן הקצה המוביל (x)
  • (ב) ,0) ,(Flow Around a Cylinder or Sphere:FLT)
  • (ב) ,0) ,(Flow Around a Airfoil: FIRLT:1)
  • (ב) ,0) פתח ערוץ זרימה: 1FLT (בקיצור: 1) השתמש ברדיוס הידראולי, Rh = A/P
  • (ב) ,0) טנקי קרב: 1 בינואר, השתמש בקוטר המנצל

שלב 3: החל את הפורמולה

לאחר שכל הפרמטרים נקבעים, לחשב את מספר ריינולדס באמצעות:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

או שווה ערך:

(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇

ודא שכל היחידות עקביות לשימוש ביחידות SI (kg, m, s, Pa) יניבו מספר ריינולדס חסר ממד.

דוגמאות להבהרת קלוריות

דוגמה: מים זורמים בצנרת

שקול מים ב-20 מעלות צלזיוס זורם דרך צינור קוטר 50 מ"מ במהירות ממוצעת של 2 מ"מ / s.

המונחים:

  • 998 ק"ג / m3
  • μ = 1.002 × 10-3 Pas
  • 2 m /
  • D= 0.05 m

רגיעה:

(ב) ⁇ =0 ⁇ =998 × 2 × 0.05) / (1.002 × 10-3) = 99,600FLT:1

מספר זה של ריינולדס מציין זרימה סוערת מאוד, כמו גם מעל הערך הקריטי של 4,000 עבור זרימת צינורות.

דוגמה 2: Air Flow Over a Flat Plate

שקול אוויר ב-20 מעלות צלזיוס ולחץ אטמוספירי זורם מעל צלחת שטוחה ב -30 מ' / s. לחשב את מספר ריינולדס במרחק של 0.5 מ' מהקצה המוביל.

המונחים:

  • ⁇ = 1.20 ק"ג / m3
  • μ = 1.81 × 10-5 Pas
  • v = 30 m /
  • x = 0.5 m

רגיעה:

(ב) ⁇ =0 ⁇ =1.20 × 30 × 0.5) / (1.81 × 10–5) = 994,475FLT:1

מספר זה של ריינולדס עולה על ערך המעבר האופייני של 500,000, מה שמצביע על כך ששכבת הגבול עלולה להיות סוערת במיקום זה.

דוגמה: דם זורם באומנות

שקול זרימת דם בטורטה האנושית עם קוטר של 25 מ"מ ומהירות שיא של 1.2 מ"ר / דם יש צפיפות של כ -1,0060 ק"ג / m3 ומהירויות דינמיות של 3.5 × 10-3 Pas.

המונחים:

  • ⁇ = 1,060 ק"ג / m3
  • μ = 3.5 × 10-3 Pas
  • 1.2 m /
  • D= 0.025 m

רגיעה:

(ב) ⁇ =0=1,060 × 1.2 × 0.025) / (3.5 × 10-3) = 9,086FLT:1

מספר זה של ריינולדס הוא בטווח הסוער, אשר יכול להתרחש במהלך הסיסטול שיא ב aorta, אם כי זרימה היא laminar במהלך רוב מחזור הלב כאשר מהירות היא נמוכה יותר.

הבנה של Laminar ו- Turbulent Flow ב- Depth

ההבחנה בין לminar וזרימה סוערת מייצגת את אחד המושגים הבסיסיים ביותר במכניקה נוזלית. משטרי זרימה אלה מציגים מאפיינים שונים מאוד המשפיעים על כל היבט של התנהגות מערכת נוזלית.

Laminar Flow: Characteristics and Behavior

זרימת Laminar, הנקראת גם זרימה של זרם זרקור, מתרחשת כאשר כוחות מולקווס שולטים על כוחות לא רצויים, בדרך כלל במספרים של ריינולדס מתחת ל-2,000 עבור זרימת צינורות.במשטר זה, חלקיקים נוזליים נעים בתוך שכבות חלקות, מקבילות או la la laa, ללא שילוב מקרוסקופי בין שכבות.

דמויות מפתח של Laminar Flow

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) פרופיל Velocity Velocity: ההרחבה 1 (בזרימת צינורות), פרופיל המהירות הוא פרבולי, עם מהירות מקסימלית במרכז שווה פי שניים מהמהירות הממוצעת.
  • (FLT:0)Low פריצה מפסידות:FLT:1 ירידה בלחץ הוא פרופורציה ישירה למהירות ( ⁇ p ⁇ v), המתוארת על ידי המשוואה Hagen-Poiseuille עבור זרימת צינורות
  • (FLT:0) התנהגות מועדפת: FLT:1 Flow ניתן לחזות במדויק באמצעות פתרונות אנליטיים למשוואות Nvier-Stokes
  • (FLT:0) פודור ערבוב: 1 Mass ו-חום העברה מתרחשת בעיקר באמצעות דיפוזיה מולקולרית, אשר איטי יחסית
  • (ב) ,0)העברה של חום: העברה של 1FIRLT 1 מוגבלת על ידי התנהגות באמצעות נוזל
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

יישומים שבהם לנדר זרימה הם בלתי ניתנים להשגה

  • (FLT:0Microfluidics:FLT:1 Lab-on-a-chip מכשירים לנצל את זרימת laminar לשליטה נוזלים מדויקת ועיבוד מקבילים
  • (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד: ויקרא י"א)
  • (ב) ⁇ :0) תהליכי ייצור: 1 Smooth, ציפוי אחיד דורש זרימה של לליטר כדי להימנע מפגמים על פני השטח
  • (ב) ⁇ 0 דם:00:5FLT:1 , Laminar זרימה ברוב כלי הדם מקטין נזק תא ומפחית עומס לב
  • חדרים (FLT:0) חדרים:0Cleanroom 1 (Laminar Flow hood) מספקים סביבות ללא חלקיקים לייצור רגיש

תיאור מתמטי של Laminar Flow

עבור זרם laminar מפותח במלואו בצנרת מעגלית, פרופיל המהירות ניתן על ידי:

(ב) ויקרא י"ד: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כאשר r הוא המרחק הקרנית מן המרכז, R הוא רדיוס הצינור, ו vmax הוא המהירות המקסימלית במרכז.הלחץ טיפות ניתן על ידי משוואה Hagen-Poiseuille:

(ב) ⁇ p=(((ב)=0)=(μLv) / D203)

כאשר L הוא אורך הצינור ו- D הוא הקוטר.מערכת יחסים ליניארית זו בין ירידה בלחץ ומהירות היא סימן ההיכר של זרימת למין.

זרם טורבולנטי: מאפיינים והתנהגות

זרימה טורקטית מתרחשת כאשר כוחות אינרטיים שולטים על כוחות מולקווס, בדרך כלל במספרים של ריינולדס מעל 4000 עבור זרימת צינורות.משטר זה מאופיין על ידי תנועה כאוטית, תלת-ממדית עם אדיים וvortices המשתרעים על פני מגוון רחב של קשקשים באורך.

דמויות מפתח של Turbulent Flow

  • (FLT:0) צ'אוטי- Motion: 1FLT:1 חלקיקים פלויד לעקוב אחר נתיבים בלתי צפויים עם שילוב משמעותי של מחזור-זרם
  • (FLT:0)Flatter Velocity פרופיל: FIRLT:1) פרופיל המהירות המחודשת הוא הרבה יותר שטוח מאשר בזרימת laminar, עם שכבת גבול דקת ליד הקיר.
  • (ב) ירידה בלחץ גבוה:0 (למעלה) ירידה בלחץ:1, עלייה בקצב המועלה לעוצמה בין 1.75 ל-2 ( ⁇ p ⁇ v175-2)
  • (FLT:0) התנהגות מורכבת: פתרונות אנליטיים 1:1 בדרך כלל אינם אפשריים; התאמות אמפיריות או שיטות חישוביות נדרשים
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) גבוה העברת חום יעילה: העברה 1FLT:1 חום מוגברת על ידי ערבוב טורף, לעתים קרובות על ידי גורמים של 10 או יותר בהשוואה לזרם laminar.
  • (הופנה מהדף [[1924]]]] ו[[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]
  • (FLT:0) ⁇ ⁇ :0) אנרגיה קינטית מועברת מדיונים גדולים ועד לדיונים קטנים יותר בהדרגה עד שהוא מתפזר כחום על ידי קוצר ראייה בקנה מידה הקטן ביותר

יישומים שבהם זרמים טורבוליים הם בלתי ניתנים להשגה

  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ : ⁇ 1 (התחילה) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0Chemical Reactors:FLT:1 Rapid Mixing מבטיח אחיד אחיד אחיד וטמפרטורה, שיפור יעילות התגובה
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • טיפול במים:0Wastewater Treatment: FLT:1 Turbulent ערבוב בטנקים של אספקת חמצן ופעילות ביולוגית
  • (FLT:0) Aeroדינמית Surfaces: FLT:1 שכבות הגבול טורבולנטי להתנגד להפרדה טובה יותר מאשר שכבות laminar, צמצום הלחץ על גופם של bluff

תיאור מתמטי של Turbulent Flow

זרימה טורבולית היא הרבה יותר קשה לתאר מתמטית מאשר זרימת laminar.המהירות המיידית בכל נקודה ניתן לפסל לתוך מרכיבים ממוצעים ומשתנים:

(ב) ויקרא י"ד: ויקרא י"ד)

כאשר v ⁇ הוא המהירות המקוצרת ו v הוא המרכיב המתמד.עבור זרימת צינורות, גורם החיכוך בזרימה סוערת תלוי במספר ריינולדס וחוספס יחסי (ε / D), כפי שתואר על ידי משוואה קולברוק או דיאגרמת הלחץ. ירידה מחושבת באמצעות משוואה דארסי-Weisbach:

(ב) ⁇ p= f(L/D)( ⁇ v2/2)Fillo:1

כאשר f הוא גורם החיכוך, אשר חייב להיות נקבע מתואמים אמפיריים או נתונים ניסיוניים.

זרם מעבר: הקרקע התיכונה הבלתי נגמרת

בין זרימת laminar ו- turbulent הוא משטר המעבר, בדרך כלל קורה במספרים של ריינולדס בין 2,000 ל-4,000 לזרימת צינורות. בטווח זה, זרימת הדם אינה יציבה ועשויה להשתנות בין laminar לבין התנהגות סוערת. הפרעות קטנות יכולות לגרום מעבר להפרעות סוערות, בעוד אפקטים לחות עלולים לגרום לנסיגה לזרימה.

זרימה רציפה בדרך כלל נמנעת בתכנון כי:

  • התנהגות היא בלתי צפויה וקשה לדגם
  • הביצועים עשויים להשתנות באופן משמעותי עם שינויים קטנים בתנאי הפעלה
  • רטטים ורעש עשויים להתרחש
  • דיוק מדידה מופחת עקב זרימת חוסר יציבות

עם זאת, הבנה של מעבר היא חשובה עבור יישומים כגון:

  • צמצום מטוסים וספינות
  • בקרת זרימה באמצעות מכשירים פסיביים או פעילים
  • מערכות זיהום טבעיות שבהן זרימה עשויה להשתנות כהבדלים בטמפרטורות

המונחים: frac Transition

עבור זרמים חיצוניים (זרימת פני השטח), המעבר מ laminar לזרימה סוערת מתרחשת בתוך שכבת הגבול.תהליך המעבר מורכב ותלוי בגורמים כולל:

  • מספר ה-FLT:0 (Reynolds Number: FLT:1, 106) גבוה יותר
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ חינם-Stream Turbulence: ⁇ 1 (Trubulence) בזרימת המתקרבת גורמת לשינוי מוקדם יותר
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) Pressure Gradient:FLT:1 הלחץ האדמירל (לחץ גובר בכיוון זרימה) מקדם מעבר, בעוד ⁇ s נוחים מעכבים אותו
  • (ב) ,0) , גלגול: ⁇ 1 (התחילה) , קומו של נבראונד (ה) , ו-(התרחשות) מייצב אותה בייצובה.
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

עבור זרימה מעל צלחת שטוח עם זעזועים ללא תשלום, המעבר בדרך כלל מתחיל סביב Re = 500,000 (מבוסס על מרחק מן הקצה המוביל) והוא שלם על ידי Re = 3 000.

גורמים המשפיעים על מספר ריינולדס

הבנת הגורמים המשפיעים על מספר ריינולדס היא חיונית לשליטה בהתנהגות זרימה וביצועי מערכת קידוד.כל פרמטר במשוואה מספר ריינולדס יכול להשתנות עם תנאי הפעלה, וריאציות אלה יכולות להיות השלכות מעשיות משמעותיות.

תכונות פלוריד: דחיינות וזמינות

שתי הצפיפות וההתקויות מופיעות במשוואה מספר ריינולדס, והן תלויות בטמפרטורה, ההבנה כיצד התכונות הללו משתנות עם תנאים היא חיונית לניתוח מדויק.

השפעות טמפרטורה

לטמפרטורה יש השפעות מנוגדות על תכונות נוזליות וגז:

  • (FLT:0)Liquids:FLT:1 ככל שהטמפרטורה עולה, המהירויות יורדות באופן משמעותי (לעתים קרובות על ידי 50% או יותר מטווח טמפרטורה 50 מעלות צלזיוס), בעוד צפיפות יורדת מעט.
  • (FLT:0)Geses:FLT:1 ככל שהטמפרטורה עולה, הן היפותטי והן היפוך של עלייה בצפיפות (ירידה פתאומית) השפעות אלה מיד מחלחלות זה לזה, אבל מספר ריינולדס בדרך כלל עולה עם טמפרטורה עבור גזים בלחץ קבוע.

לדוגמה, מים ב 0 ° C יש נטייה קינמטית של 1.79 × 10-6 מ '2 /s, בעוד ב 100 מעלות צלזיוס זה טיפות עד 0.29 × 10-6 מ' /s - ירידה פי 6. זה אומר כי זרימה כי הוא laminar בטמפרטורה נמוכה עשוי להיות מסובך ככל עלייה, אפילו ללא שינוי במהירות.

השפעות לחץ

הלחץ משפיע בעיקר על צפיפות הגז, אשר עולה באופן יחסי עם לחץ (לגזים אידיאליים) זה מגדיל את מספר ריינולדס בלחץ גבוה יותר.עבור נוזלים, השפעות לחץ על צפיפות ורטיבות הן בדרך כלל רשלנות למעט בלחץ גבוה מאוד.

קומפוזיציה Fluid

לנוזלים שונים יש תכונות שונות מאוד.לדוגמה:

  • למים יש נטייה נמוכה יחסית, המוביל למספרים של ריינולדס גבוה ובדרך כלל זרימה סוערת ביישומים מעשיים.
  • שמנים יש הרבה יותר דיוק, לעתים קרובות וכתוצאה מכך זרימה למיניאר אפילו במהירויות גדולות.
  • גזים יש צפיפות נמוכה מאוד אבל גם מהירויות נמוכות, עם מספרים ריינולדס בהתאם חזק לגודל המידות האופייני.

עבור תערובת, תכונות תלויות בהרכב ועשויות להשתנות עם ריכוז בדרכים לא לינאריות.

המונחים: Velocity

Velocity מופיעה ישירות במאורת המשוואה מספר ריינולדס, כך שמספר ריינולדס גדל ליניארי עם מהירות.זה הופך את המהירות לאחד הפרמטרים הפשוטים ביותר להסתגל לשליטה במשטר הזרימה.

השלכות מעשיות כוללות:

  • (FLT:0) תנאי ההפעלה: FLT:1 מערכות עשויים לפעול בזרימת laminar בסטארט-אפ או עומס נמוך, ולאחר מכן מעבר לזרימה סוערת במלוא יכולתה
  • (FLT:0)Variable Speed Operation: FLT:1hil משאבות או אוהדים עם כונן מהירות משתנה עשויים לפעול על פני משטרי זרימה שונים
  • (FLT:0) וריאציות עונתיות: שיעור זרימת הדם 1FLT במערכות חלוקת מים משתנה עם הביקוש, שינוי פוטנציאלי של משטרי זרימה
  • (ב) ,0) תהליכי בישופ: שיעור זרימת 1:1 עשוי להשתנות בשלבים שונים של פעולה אצווה

אורך האופייסטי

אורך המאפיין מופיע גם במאוורר, כך שלמערכות גדולות יותר יש מספרים של ריינולדס גבוה באותה מהירות.יש לכך השלכות עמוקות על הסקאלה והדמיות.

אפקטים

מערכות בקנה מידה קטן (מיקרו-קלידים, חרקים קטנים, ⁇ ) פועלות בדרך כלל במספרים נמוכים של ריינולדס עם זרימת לבנדר, בעוד מערכות בקנה מידה גדול (ספינות, מטוסים, צינורות) פועלות במספרים גבוהים של ריינולדס עם זרימה סוערת.

  • חרקים קטנים מעופפות חווים אווירודינמיקה שונה מאוד מאשר מטוסים גדולים
  • מיקרואורגניזמים השחייה במים מול כוחות של אלקטורנים השולטים על האינטרטיה
  • מכשירים מיקרו-השפעהיים יכולים לנצל את זרימת ה-Lminar לשליטה מדויקת, בעוד ציוד תעשייתי חייב לקחת בחשבון את ההפרעות.

בחירת גיאומטריה

מהנדסים יכולים להשפיע על מספר ריינולדס באמצעות אפשרויות גאומטריה:

  • (ב) ,0) פיל דימטר: 1FLT:1 צינורות קטנים יותר יש מספרי ריינולדס נמוכים יותר באותו קצב זרימה, שעלולים לשמור על זרימת לבנדר
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) בסולם הגדלים ב-Out Flow:03F1) מספר ריינולדס עולה עם מרחק מן הקצה המוביל, כך שמעבר עשוי להתרחש באופן חלקי לאורך פני השטח

משטח

בעוד שלא מופיעים במפורש במשוואה מספר ריינולדס, מגוחות פני השטח משפיעות באופן משמעותי על המספר הקריטי של ריינולדס עבור מעבר והתנהגות של זרימה סוערת. משטחים קשוחים לקדם מעבר מוקדם יותר להפרעות ולהגדיל את החיכוך בזרימה סוערת.

השפעות קשיחות מאופיין על ידי גסות יחסית (ε /D), שבו ε הוא גובה החוספס הממוצע.בזרימה סוערת, צינורות גסים יש גורמי חיכוך גבוהים יותר מאשר צינורות חלק באותו מספר ריינולדס.

הפרעות חיצוניות

גורמים חיצוניים יכולים להשפיע על מספר ריינולדס היעיל לשינוי:

  • (ב) תנאי השימוש:0) שיבושים במבוא יכולים לגרום לשינוי מוקדם יותר
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ (בלטינית: ⁇ ) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) חינם סטרים: שטף 1 (Trubulence) בזרימה הקרובה מפחית את מספר ריינולדס הקריטי למעבר

מושגים מתקדמים ומקרים מיוחדים

מעבר למספר הרינולדס הבסיסי עבור גיאמטריה פשוטה, כמה צורות מיוחדות ומושגים קשורים מרחיבים את התועלת של פרמטר זה למצבים מורכבים יותר.

מספרי ריינולדס

צורות שונות של מספר ריינולדס משמשות עבור יישומים ספציפיים:

מספר רוטולרי ריינולדס

עבור זרימה רוטטת (טנקים חיצוניים, צילינדרים מסתובבים), מספר רוטט ריינולדס מוגדר כ:

(ב) ⁇ = ⁇ = ⁇ = ⁇

כאשר N הוא מהירות סיבובית (מהפכות לשנייה) ו-D הוא קוטר אופייני (פרוטר של סופר, קוטר גלילנדר וכו ').

מספר Particle Reynolds

עבור חלקיקים נעים דרך נוזל (מתפתל, נוזל, תחבורה pneumatic), מספר חלקיק ריינולדס הוא:

(ב) ⁇ =0=============================================ב"ב)

כאשר v p הוא מהירות החלקיקים ביחס נוזל ו D p הוא קוטר חלקיקים.זה קובע את משטר הגרור וקביעת התנהגות.

מספר ריינולדס

עבור סרטים נופלים וזרימת ציפוי, מספר הסרט ריינולדס מוגדר כ:

(ב) ⁇ =0= ⁇ =4=4 ⁇ /μFillo:1

כאשר ⁇ הוא עובי הסרט, v הוא מהירות ממוצעת בסרט, ו ⁇ הוא שיעור זרימת ההמונים רוחב יחידה.

מספרים קריטיים של ריינולדס עבור ג'ממטות שונות

לצורות זרימה שונות יש מספרי ריינולדס קריטיים שונים לשינוי:

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ 2,300 (ניתן לעכב ערכים גבוהים בהרבה בתנאים מבוקרים בקפידה)
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) פתח ערוץ Flow:FLT:1 Re crit ⁇ 500 (מבוסס על רדיוס הידראולי)

שפעת לא חדשה

עבור נוזלים שאינם ניוטוניים (polymers, מזחלות, דם, מוצרי מזון רבים), קוצר ראייה אינו קבוע אלא תלוי בקצב הרדאר.זה מסבך את חישוב מספר ריינולדס כי קוצר רוח משתנה לאורך כל שדה זרימת.

עבור נוזלי חוק, מספר ריינולדס כללי ניתן להגדיר:

[01:0] ⁇ = ⁇

כאשר n הוא מדד חוק הכוח ו-K הוא מדד עקביות. הגדרות שונות קיימות עבור מודלים אחרים של rheological.

זרימה בלחץ

בזרימות גז מהירות גבוהה שבו אפקטים דחיסות חשובים, מספר ריינולדס צריך להיחשב לצד מספר מאך (Ma= v/c, שבו c הוא מהירות הקול). שני הפרמטרים משפיעים על התנהגות זרימה, עם מספר מאך השולט אפקטים דחיסות ומספר ריינולדס השולטת אפקטים מול מול מול מול מולקווס.

Multiphase Flow

בזרמים מרובי-פאש (גז-ליקוויד, נוזלי-קליד, מוצק-liquid), הגדרת מספר ריינולדס מתאים הוא מורכב יותר.

  • שימוש בתכונות תערובת (דחיסות של לידה ונוף)
  • Defining מספרי ריינולדס נפרדים לכל שלב
  • שימוש במהירויות שטחיות (עיר אם השלב כבש את כל הסעיף)

הרתעה ומתינות

בעוד מספר ריינולדס יכול להיות מחושב מנכסים ידועים ותנאים, שיטות ניסיוניות יכולות גם לקבוע משטר זרימה ויעיל מספר ריינולדס.

טכניקות הדמיה של Flow

התבוננות חזותית של דפוסי זרימה יכולה להבחין בבירור בין זרמה למין לבין זרימה סוערת:

  • (ב) ⁇ :0) ,0 (ד') , עיין בזרימת ה[[המאה ה-1]], או ב[[1924]], ב[[1924]], [[1924]], [[1924]]]]
  • (ב) ⁇ (ב"ב) ⁇ : "התב"ה, "ה', כ"ד)" (בתרגום חופשי: "ה)
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • צילום:0 (בלטינית:0) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0)Laser-Induced Fluorescence:cioFLT:1) שימוש בצבעים פלואורסנט נרגש על ידי אור לייזר עבור הדמיה זרימה מפורטת

לחץ ירידה במשקל

היחסים בין ירידה בלחץ וקצב זרימה שונים בין זרמה לטבולית לבין זרימה סוערת.על ידי מדידה ירידה בלחץ ברמות זרימה שונות ומזימה על קואורדינטות של לוג, ניתן לזהות את משטר הזרימה:

  • Laminar זרימה: מדרדר = 1 ( ⁇ p ⁇ v)
  • זרם טרבולנט: מדרדרון 1.75-2 ( ⁇ p ⁇ v1-75-2)

Hot-Wire Anemometry

מדממים חמים-חוטיים מודדים תנודות מהירות מיידיות.בזרם laminar, מהירות היא יציבה (מלבד רעש מדידה), בעוד בזרימה סוערת, שינויים משמעותיים מתרחשים.ניתוח סטטיסטי של אות המהירות (mean, סטייה סטנדרטית, ספקטרום כוח) מאפיין את ההפרעה.

Fluid Dynamics ומספר ריינולדס

דינמיקת נוזל חישובית מודרנית (CFD) מהפכה בניתוח מכניקת נוזל, אבל המספר ריינולדס נשאר מרכזי לגישות חישוביות.

המונחים: Direct Numerical Simulation (DNS)

DNS פותר את משוואות Navier-Stokes ללא כל מודל להפרעות, פתרון כל המאזניים של התנועה מן הדאוג הגדול ביותר למטה למאזניים הקטנים ביותר.עם זאת, העלות החישובית עולה בקנה מידה של בערך כמו Re3, מה שהופך את ה-DNS מעשי רק עבור מספר נמוך יחסית של ריינולדס (בדרך אגב Re < 10,000 עבור גיאוגרפיות מורכבות).

ריינולדס-ברד נאוייר-סטוק (RANS)

שיטות RANS לפתור עבור תכונות זרימה של זמן, באמצעות מודלים סוערים כדי להסביר את ההשפעות של התנודות.מודלים אלה (k-ε, k- ⁇ , k- ⁇ , ריינולדס) מכילים קבועים אמפיריים המותאמים למגוון מסוים של ריינולדס וסוגי זרימה.

אדדי סימבול (Dedy Simulation)

les פותר מבנים סוערים בקנה מידה גדול תוך מודל של פיזור בקנה מידה קטן.זה מספק יותר פרט מאשר RANS בעלות חישובית בינונית, שפיכת הפער בין RANS ו- DNS.

דרישות החלטה גריידיות

מספר ריינולדס משפיע על החלטת הרשת הנדרשת ב-CDCD. גבוה ריינולדס דורש רשתות דקות יותר כדי לפתור שכבות גבול דקות ומבנים קטנים בקנה מידה קטן סוער. סימולציות וול-resolved דורשות ספיגה רשתית של קשקשים עם Re-7/8 בכיוון הוול-נורמלי, מה שהופך סימולציות בעלות מספר גבוה תובעני ביותר.

שיקולים עיצוביים מעשיים

מהנדסים חייבים לשקול את מספר ריינולדס לאורך כל תהליך העיצוב כדי להבטיח ביצועי המערכת אופטימליים, יעילות ואמינות.

ניתוח טווח

מערכות פועלות לעיתים רחוקות בתנאי יחיד.מעצבים חייבים לנתח מספרי ריינולדס בטווח התפעולי המלא:

  • תנאי הסטארט-אפ וההשבתה
  • מינימום ומקסימום
  • וריאציות טמפרטורה (עונה, תהליך)
  • נוזלים שונים (אם המערכת מטפלת במספר מוצרים)

אם מספר ריינולדס חוצה את המעבר המטריד בטווח התפעול, יש צורך בתשומת לב מיוחדת כדי להבטיח ביצועים מקובלים בשני המשטרים.

לחץ יורד וחילוץ כוח

משטר הזרימה משפיע באופן דרמטי על ירידה בלחץ וצריכת כוח.זרימה טורבולנטית דורשת הרבה יותר כוח שואב יותר מאשר זרימת למין באותו קצב זרימה.עבור צינורות ארוכים, שמירה על זרימת לליטר (אם אפשר) יכול להפחית באופן משמעותי את עלויות התפעול.עם זאת, זה חייב להיות מאוזן נגד הצורך צינורות גדולים יותר כדי לשמור על מספר נמוך.

עיצוב העברה חום

עיצוב החלפת חום תלוי קריטית במספר ריינולדס כי טיפול באספקת חום מגביר באופן דרמטי בזרימה סוערת.מעצבים לעתים קרובות לקדם זעזוע (באמצעות פינים, baffles, או זעזועים מקדם) כדי לשפר את העברת החום, לקבל את הירידה בלחץ מוגבר כמו צורך סחר חליפין.

שילוב ותגובה הנדסה

כורים כימיים דורשים שילוב הולם כדי להבטיח את הרכב אחיד וטמפרטורה.מספר ריינולדס עוזר לקבוע אם הברחת טבעית ודיפוזיה לספק שילוב מספיק (נמוך Re) או אם ערבוב טורף (היי ריבאור גבוה) עיצוב תגובה, כולל בחירת מזהמים וקלט חשמל, תלוי בהשגת מספר ריינולדס הרצוי.

ארוסה וקורוזיה

זרימה טורקטית יכולה להאיץ את שחיקה ואת קורוזיה, במיוחד במהירויות גבוהות. Flow-accelerated קורוזיה היא דאגה משמעותית בתחנות כוח ועיבוד כימי.הבנת ריינולדס מסייעת לזהות מיקומים המוכנים לפגוע ולמדריכים את אפשרויות הבחירה החומרית ואת גבולות המהירות.

רעש וגאווה

זרימה טורבולית מייצרת רעש ויכולה לגרום לרטטים במערכות ומבנים. זרימת מספר ריינולדס גבוהה עשויה לדרוש בידוד אקוסטי, לחי רטט, או להזרים מכשירים כדי להקטין את ההשפעות הללו.

תפיסות מוטעות נפוצות ומלכודות

כמה אי הבנות נפוצות על מספר ריינולדס יכול להוביל שגיאות בניתוח ועיצוב:

טעות 1: מספרים ריינולדס קריטיים הם אוניברסליים

מספר ריינולדס הקריטי למעבר תלוי בגיאומטריה, במגפות על פני השטח, ברמת ההפרעות, ובגורמים אחרים.הערכים Re=2,000 ו- Re=4,000 חלים במיוחד על זרימת צינורות ולא צריך לשמש ללא הבחנה לצורות אחרות.

תפיסה שגויה 2: המעבר הוא מיידי

המעבר מ laminar לזרימה סוערת מתרחש על פני מגוון של מספרים של ריינולדס, לא בערך קריטי אחד.המשטר המעבר מציג התנהגות לסירוגין וקשה לחזות במדויק.

טעות 3: מספר ריינולדס גבוה תמיד אומר ביצועים טובים יותר

בעוד זרימת זעזוע משפרת את ערבוב והעברה חום, זה גם מגביר את הירידה בלחץ צריכת האנרגיה.מספר ריינולדס אופטימלי תלוי ביישום ספציפי ומטרות עיצוב.

טעות 4: מספר ריינולדס לבד Determines Flow

פרמטרים אחרים ללא ממד (מספר Mach, מספר פרוד, מספר ווב, וכו ') עשויים גם להיות חשובים בהתאם ליישום.מספר ריינולדס מאפיין אפקטים של מולקווס אבל לא לוכדת, כוח הכבידה, או השפעות מתח פני השטח.

תפיסה שגויה 5: אורך האופים תמיד הוא אובססיבי

בחירת אורך אופייני דורש הבנה של הפיזיקה של הבעיה.שימוש בסולם לא הולם יכול להוביל למספרים של ריינולדס חסרי משמעות ומסקנות שגויות.

כיוונים עתידיים ומחקר

למרות יותר ממאה שנות מחקר מאז הניסויים המקוריים של ריינולדס, מספר ריינולדס וזעזועים נותרו תחומי חקירה פעילים.

בקרת טורבולנס

חוקרים מפתחים שיטות פעילות ופסיבית לשלוט במעבר ולתפעל זרימה סוערת להפחתה בגרור, ערבוב שיפור, או דיכוי רעש.טכניקות כוללות שינויים על פני השטח, פלזמה Actuators ומערכות בקרת משוב.

מספר ריינולדס

הבנת התנהגות זרימה במספרים גבוהים מאוד של ריינולדס (Re > 106) נותרה מאתגרת בשל מגבלות במתקנים ניסיוניים ובמשאבים חישוביים.זה חשוב ליישומים כמו זרימה אטמוספרית, זרמי האוקיינוס ומטוסים גדולים.

מיקרו-קלידים ו-Lo Reynolds Number Flows

הזרם הקיצוני ההפוך – נמוך מאוד של ריינולדס – חשוב יותר ויותר למכשירים מיקרו-השפעהיים, במערכות ביולוגיות וננוטכנולוגיה. בקנה מידה זה, כוחות מולקווס שולטים לחלוטין, והתנהגויות זרימה שונות לחלוטין מחוויה יומיומית.

יישומים של Machine Learning

למידת מכונה ואינטליגנציה מלאכותית מוחלים על זעזועים, בקרת זרימה, אופטימיזציה עיצובית.גישות אלה עשויות לאפשר תחזיות טובות יותר ועיצובים יעילים יותר, במיוחד עבור זרימה מורכבת שבה שיטות מסורתיות נאבקות.

Multiphysics Coupling

יישומים מעשיים רבים כרוכים בהפיכה בין זרימת הנוזלים לבין פיזיקה אחרת (העברה חמה, תגובות כימיות, מכניקה מבנית, שדות אלקטרומגנטיים) הבנה כיצד מספר ריינולדס משפיע על תופעות אלו יחד נשאר תחום מחקר פעיל.

מסקנה

מספר ריינולדס עומד כאחד המושגים החשובים ביותר בשימוש נרחב במכניקת נוזל, ומספק כלי פשוט אך עוצמתי לחיקוי ולחיזוי התנהגות זרימה נוזלית.ממקורותיה בניסויי זרימת צינורות של אוסבורן ריינולדס ליישומים המודרניים שלה בתחומים החל מהנדסת אווירוקל למכשירים ביו-רפואיים, פרמטר חסר ממד זה הוכיח הכרחי עבור מהנדסים ומדענים ברחבי העולם.

הבנת מספר ריינולדס מאפשרת לאנשי מקצוע לקבוע משטרי זרימה, לחזות טיפות לחץ, מערכות יעילות עיצוב ותוצאות ניסיוניות בקנה מידה מלא יישומים בקנה מידה מלא.יחס של כוחות לא רצויים של סקופים שנתפסו על ידי פרמטר יחיד זה שולט אם זרימה תהיה חלקה, מסודר או כאוטי ופוך, המשפיעה ביסודו על כל היבט של ביצועי מערכת מצריכת אנרגיה ועד שיעורי העברה חום.

בעוד הרעיון הבסיסי הוא פשוט, יישום מספר ריינולדס דורש תשומת לב זהירה לנכסים נוזליים, תנאי זרימה, שיקולים ספציפיים גיאומטריה.מהנדסים חייבים לקחת בחשבון את השפעות הטמפרטורה על התקינות, לבחור אורך אופייני מתאים, ולהכיר בכך שמספרים קריטיים משתנים עם תצורה ותנאי הפעלה.הבחנה בין laminar ו- turbulent זרימה יש השלכות מעשיות עמוקות עבור ירידה בלחץ, ערבוב, חום, העברה, ותופעות רבות אחרות.

בעוד הטכנולוגיה מתקדמת לקווי גבול חדשים – ממכשירים מיקרו-סוליים הפועלים במספרים פחות מאחת למכוניות היפר-סירוניות במספרים של ריינולדס מעל 100 מיליון – המספר ריינולדס נשאר כלי בסיסי להבנת ולחיזוי התנהגות נוזלית.אם עיצוב שבב מיקרו-קלימי לאבחון רפואי, אופטימיזציה של צינור להובלת נפט, פיתוח כנף יעילה יותר, או הבנה של דם בגוף האדם, מספר זה מספק תובנות חיוניות שמתכננים ניתוח והחלטות עיצוב.

עבור אלה שעובדים עם מערכות נוזל, שליטה על מושג המספרים של ריינולדס אינה אופציונלית - חיוני.זה פרמטר חסר ממד זה מגויס תיאוריה ופרקטיקה, המאפשר למהנדסים ליישם עקרונות מכניקה בסיסית כדי לפתור בעיות בעולם האמיתי. על ידי הבנת מה המספר של ריינולדס מייצג, כיצד לחשבו נכון, וכיצד לפרש את ההשלכות שלה, אנשי מקצוע יכולים לעצב מערכות טובות יותר, לחזות ביצועים מדויקים יותר, בעיות ביעילות רבה יותר.

הרלוונטיות המתמשכת של מספר ריינולדס, יותר מ-140 שנים לאחר ההקדמה שלו, מעידה על עוצמת הניתוח המדומאלי ועל החשיבות המתמשכת של עקרונות מכניקת נוזל בסיסי.כפי שיישומים חדשים מופיעים ויכולות חישוביות להתרחב, המספר ריינולדס ללא ספק יישאר אבן הפינה של ניתוח דינמיקות נוזלית, המנחה מהנדסים ומדענים במסעם להבין ולשליטה בזרימה בכל המורכבות שלו.

לצורך חיפוש נוסף של עקרונות מכניקה נוזלית ויישומים, בקר ב-0FLT:0 The Engineering ToolBoxFelo 1 לנתוני התייחסות ומחשבונים מקיףים.