Reynolds-nommer: 21 belangrike feite


inhoud

Reynolds getaldefinisie

"Die Reynolds-getal is die verhouding van traagheidskragte tot viskose kragte."

Die Reynolds-getal is 'n dimensielose getal wat gebruik word om die vloeistofstelsels op verskeie maniere te bestudeer, soos die vloeipatroon van 'n vloeistof, die vloei se aard en verskeie vloeistofmeganika-parameters. Die Reynold-getal is ook belangrik in die studie van hitte-oordrag. Daar is baie korrelasies ontwikkel, insluitend Reynold se nommer in vloeimeganika, tribologie en hitte-oordrag. Die voorbereiding van verskeie medisyne in die apteek het Reynold se getalstudie vereis.

Dit is eintlik 'n voorstelling en vergelyking van traagheidskrag en viskose krag.

Reynolds getalvergelyking

Die dimensielose Reynold se getal verteenwoordig of die vloeiende vloeistof laminêre vloei of turbulente vloei sal wees, met inagneming van sekere eienskappe soos snelheid, lengte, viskositeit en vloeitipe. Die Reynold se nommer is soos volg bespreek:

Die Reynold-getal word algemeen genoem as die traagheidskragverhouding tot viskose krag en kenmerk die vloei-aard soos laminêr, turbulent, ens. Kom ons kyk deur die vergelyking soos hieronder,

[latex]Re= \frac{Traagheidkrag}{viskose krag}[/latex]

[latex]Traagheidkrag =\rho AV^{2}[/latex]

[latex]Viskose krag = \frac{\mu VA}{D}[/latex]

Deur die traagheidskrag en viskose kraguitdrukking in Reynold se getaluitdrukking te plaas, kry ons

[latex]Re = \frac{\\rho VD}{\mu }[/latex]

In bogenoemde vergelyking,

Re = Reynold se getal (Dimensielose getal)

? = digtheid van vloeistof (kg / m3)

V = vloeisnelheid (m/s)

D = Deursnee van vloei of pyp/ Kenmerke lengte ( m )

μ = Viskositeit van vloeistof (N *s /m2)

Reynolds getal eenhede

Die Reynold se getal is dimensieloos. Daar is geen eenheid van Reynolds-getal nie.

Reynolds-nommer vir laminêre vloei

Die identifikasie van vloei kan moontlik wees deur die Reynold se nommer te ken. Die Reynold se aantal laminêre vloei is minder as 2000. In 'n eksperiment, as jy 'n waarde van Reynold se getal minder as 2000 kry, kan jy sê dat die vloei laminêr is.

Reynold se aantal water

Die vergelyking van Reynold se getal word gegee as

[latex]Reynolds-getal= \frac{Digtheid van vloeistof \cdot snelheid van vloei\cdot Deursnee van vloei/Lengte}{Viskositeit van vloeistof}[/latex]

As ons bogenoemde vergelyking ontleed, hang die Reynolds-getal se waarde af van die digtheid van vloeistof, vloeisnelheid, die deursnee van vloei direk en omgekeerd met die viskositeit van die vloeistof. As die vloeistof water is, dan is die digtheid en viskositeit van water die parameters wat direk van water afhanklik is.

laminêr tot onstuimig
Beeld krediet: brouboeke van naby Seattle, VSA, Laminêr tot turbulent – ​​Flickr – brouboekeCC BY-SA 2.0

Reynolds-nommer vir turbulente vloei

Oor die algemeen kan die Reynolds-getal-eksperiment die vloeipatroon voorspel. As die waarde van Reynold se getal > 4000 is, word die vloei as onstuimige aard beskou.

Sleepkoëffisiënt (Cd) vs Reynolds-getal (Re) in verskeie voorwerpe

Beeld krediet: "Lêer:Sleepkoëffisiënt (Cd) vs Reynolds-nommer (Re) in verskeie voorwerpe.png" deur Welty, Wicks, Wilson, Rorrer. is gelisensieer onder CC BY-SA 4.0

Reynolds-nommer in 'n pyp

As die vloeistof deur die pyp vloei, wil ons Reynold se aantal vloeistof wat deur 'n pyp vloei, bereken. Die ander alle parameters hang af van die tipe vloeistof, maar die deursnee word geneem as pyp Hydraulics deursnee DH (Hiervoor moet die vloei behoorlik uit die pyp kom)

[latex]Reynolds-getal= \frac{Vloeistofdigtheid \cdot vloeisnelheid\cdot Hidrouliese Deursnee van vloei/Lengte}{Viskositeit van vloeistof}[/latex]

Reynold se aantal lug

Soos ons bespreek het in Reynold nommer vir water, Die Reynold-getal vir lug hang direk af van lugdigtheid en viskositeit.

Reynolds-getalreeks

Reynold se nommer is die kriteria om te weet of die vloei turbulent of laminêr is.

As ons dink dat die vloei intern is,

As Re < (2000 tot 2300) vloei as laminêre eienskappe beskou word,

 Re > 4000 verteenwoordig turbulente vloei

As Re se waarde tussenin is (dws 2000 tot 4000) verteenwoordig oorgangsvloei.

Reynolds getalkaart

Die buierige grafiek word tussen Reynolds-getal en wrywingsfaktor geteken vir verskillende grofheid.

Ons kan die Darcy-Weisbach wrywingsfaktor met Reynold-getal vind. Daar is 'n analitiese korrelasie ontwikkel om die wrywingsfaktor te vind.

Reynolds nommer
Reynold se nommer in Moody Diagram Wikipedia
krediet Oorspronklike diagram: S Beck en R Collins, Universiteit van Sheffield (Gedoen deur die tweede wet at Engelse Wikipedia) Omskakeling na SVG: Marc.derumauxMoody ENCC BY-SA 4.0

Reynolds-getal kinematiese viskositeit

Die kinematiese viskositeit word gegee as,

[latex]Kinematiese viskositeit = \frac{Viskositeit van vloeistof}{Digtheid van vloeistof}[/latex]

Die vergelyking van Reynold se getal,

[latex]Reynolds-getal= \frac{Vloeistofdigtheid \cdot vloeisnelheid\cdot Hidrouliese Deursnee van vloei/Lengte}{Viskositeit van vloeistof}[/latex]

Die bogenoemde vergelyking word soos hieronder gevorm as dit in die vorm van kinematiese viskositeit skryf,

[latex][Reynolds getal= \frac{snelheid van vloei\cdot Hidrouliese Deursnee van vloei/Lengte}{Kinematiese Viskositeit van vloeistof}[/latex]

[latex]Re =\frac{VD}{\nu }[/latex]

Reynolds nommersilinder

As die vloeistof deur die silinder vloei en ons wil Reynold-getal vloeistof wat deur die silinder vloei bereken. Die ander alle parameters hang af van die tipe vloeistof, maar die deursnee word geneem as Hydraulics deursnee DH (Hiervoor moet die vloei behoorlik uit die silinder kom)

Reynolds getal massavloeitempo

Ons ontleed dan die Reynold se getalvergelyking as ons die verband tussen die Reynold se getal en massavloeitempo wil sien.

[latex]Re = \frac{\rho VD}{\mu }[/latex]

Soos ons weet uit die kontinuïteitsvergelyking, word die massavloeitempo uitgedruk soos hieronder,

[latex]m =\rho \cdot A\cdot V[/latex]

Deur waardes van massavloeitempo in die Reynolds-getalvergelyking te plaas,

[latex]Re =\frac{m\cdot D}{A\cdot \mu }[/latex]

Dit kan duidelik uit die uitdrukking hierbo opgemerk word dat die Reynold-getal 'n direkte verband het met die massa vloeitempo.

Laminêre vs onstuimige vloei Reynolds-getal | Reynolds-getal laminêr vs onstuimig

Oor die algemeen, in vloeistofmeganika, ons ontleed twee tipes vloei. Een is die laminêre vloei wat teen lae snelheid plaasvind, en 'n ander is die turbulente vloei wat gewoonlik teen hoë snelheid plaasvind. Die naam beskryf die laminêre vloei soos die vloeistofdeeltjies in die lamina (lineêr) deur die vloei vloei. In turbulente vloei beweeg die vloeistof met willekeurige beweging deur die vloei.

Kom ons verstaan ​​hierdie belangrike punt in detail,

Reynolds nommer vir Laminêre en turbulente vloei
Beeld krediet:JoseasorrentinoOorgang laminêr en turbulentoCC BY-SA 3.0

Laminêre vloei

In laminêre vloei sny die aangrensende lae vloeistofdeeltjies nie met mekaar nie en vloei in parallelle rigtings staan ​​bekend as laminêre vloei.

In die laminêre vloei vloei alle vloeistoflae in 'n reguit lyn.

  • Daar is moontlikheid van voorkoms van laminêre vloei wanneer die vloeistof wat met 'n lae snelheid vloei en die deursnee van die pyp klein is.
  • Die vloeistofvloei met 'n Reynold se getal minder as 2000 word as laminêre vloei beskou.
  • Die vloeistofvloei is baie lineêr. Daar is die kruising van aangrensende lae van die vloeistof, en hulle vloei parallel aan mekaar en met die oppervlak van die pyp.
  • In laminêre vloei, die skuifspanning hang slegs af van die vloeistof se viskositeit en onafhanklik van die digtheid van die vloeistof.

Turbulente vloei

Die turbulente vloei is die teenoorgestelde van die laminêre vloei. Hier, In vloeistofvloei, sny die aangrensende lae van die vloeiende vloeistof mekaar en vloei nie parallel aan mekaar nie, bekend as turbulente vloei.

Die aangrensende vloeistoflae of vloeistofdeeltjies vloei nie in 'n reguit lyn in 'n turbulente vloei nie. Hulle vloei willekeurig in sigsagrigtings.

  • Die turbulente vloei is moontlik as die snelheid van die vloeiende vloeistof hoog is, en die deursnee van die pyp groter is.
  • Die waarde van die Reynold-getal kan die turbulente vloei identifiseer. As die waarde van Reynold se getal meer as 4000 is, word die vloei as 'n turbulente vloei beskou.
  • Die vloeiende vloeistof vloei nie eenrigting nie. Daar is 'n vermenging of kruising van verskillende vloeistoflae, en hulle vloei nie in parallelle rigtings na mekaar toe nie, maar sny mekaar.
  • Die skuifspanning hang af van die digtheid daarvan in 'n turbulente vloei.

Reynolds-nommer vir plat plaat

As ons die vloei oor 'n plat plaat ontleed, dan word die Reynolds-getal bereken deur die plat plaat se eienskappe lengte.

[latex]Re = \frac{\rho VL}{\mu }[/latex]

In die bostaande vergelyking word Diameter D vervang deur L, wat die kenmerklengte van vloei oor 'n plat plaat is.

Reynolds getal vs sleepkoëffisiënt

Gestel die Reynold-getal se waarde is kleiner as die traagheidskrag. Daar is 'n hoër viskose krag wat dominansie op traagheidskrag kry.

As die vloeistofviskositeit hoër is, dan is die sleepkrag hoër is.

Reynold se nommer van 'n sfeer

As jy dit vir hierdie geval wil bereken, is die formule

[latex]Re = \frac{\rho VD}{\mu }[/latex]

Hier word deursnee D geneem as hidrouliese deursnee van 'n sfeer in berekeninge soos silinder en pyp.

Wat is Reynolds-nommer?

Reynold se getal is die verhouding van traagheidskrag tot viskose krag. Re dui dit aan. Dit is 'n dimensielose getal.

[latex]Re= \frac{Traagheidkrag}{viskose krag}[/latex]

Belangrikheid van Reynolds-nommer | Fisiese betekenis van Reynolds-getal

Reynold-getal is niks anders as die vergelyking van twee kragte nie. Een is die traagheidskrag, en die tweede is die viskose krag. As ons albei kragverhoudings neem, gee dit 'n dimensielose getal bekend as Reynold-getal. Hierdie getal help om vloeieienskappe te ken en te weet watter van die twee kragte die meeste op vloei beïnvloed. Die Reynold-getal is ook belangrik vir vloeipatroonskatting.

   Viskose krag -> Hoër -> Laminêre vloei -> Vloei van olie

   Traagheidskrag -> Hoër -> Turbulente vloei > Oseaangolwe

Reynolds-eksperiment

Osborne Reynolds het die Reynolds-eksperiment vir die eerste keer in 1883 uitgevoer en waargeneem dat die waterbeweging laminêr of onstuimig in patroon is.

Hierdie eksperiment is baie bekend in vloeimeganika. Hierdie eksperiment word wyd gebruik om die drie vloei te bepaal en waar te neem. In hierdie eksperiment vloei die water deur 'n glasbuis of deursigtige pyp.

Die kleurstof word met watervloei in 'n glasbuis ingespuit. Jy kan die vloei van kleurstof in die glasbuis sien. As die kleurstof 'n ander kleur as water het, is dit duidelik waarneembaar. As die kleurstof inlyn of lineêr vloei, is die vloei laminêr. As dit kleurstof turbulensie toon of nie in lyn vloei nie, kan ons die turbulente vloei oorweeg. Hierdie eksperiment is eenvoudig en insiggewend vir studente om te leer oor vloei en Reynolds-nommer.

Kritiese Reynolds-nommer

Die kritieke Reynolds-getal is die oorgangsfase van laminêre en turbulente vloeigebied. Wanneer die vloei van laminêr na onstuimig verander, word die Reynold se getallesing as 'n kritieke Reynold se getal beskou. Dit word aangedui as ReKr.  Vir elke meetkunde sal hierdie kritieke Reynold se getal anders wees.

Gevolgtrekking

Reynolds-nommer is belangrike terme op die gebied van ingenieurswese en wetenskap. Dit word gebruik in die studie van vloei, hitte-oordrag, farmaseutiese ens. Ons het hierdie onderwerp in detail uitgebrei vanweë die belangrikheid daarvan. Ons het 'n paar praktiese vrae en antwoorde by hierdie onderwerp ingesluit.

Vir meer artikels oor die verwante onderwerpe kliek hier , Vind asseblief hieronder

Deepakkumar Jani

Ek is Deepak Kumar Jani, besig met PhD in meganiese-hernubare energie. Ek het vyf jaar onderrig en twee jaar navorsingservaring. My vakgebied van belangstelling is termiese ingenieurswese, motoringenieurswese, Meganiese meting, Ingenieurstekeninge, Vloeistofmeganika, ens. Ek het 'n patent ingedien op "Verbastering van groen energie vir kragproduksie". Ek het 17 navorsingsartikels en twee boeke gepubliseer. Ek is bly om deel te wees van Lambdageeks en wil graag van my kundigheid op 'n simplistiese wyse aan die lesers voorhou. Behalwe vir akademie en navorsing hou ek daarvan om in die natuur rond te dwaal, die natuur vas te vang en bewusmaking oor die natuur by mense te skep. Kom ons koppel deur LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/jani-deepak-b0558748/. Verwys ook my YouTube-kanaal oor “Uitnodiging van die natuur”

Onlangse plasings