Jaké je číslo Reynolds?
Číslo Reynolds (RE) je bezrozměrné číslo související s mechanikou tekutin. Patří mezi nejdůležitější atributy používané pro shrnutí sil působících na tekutinu a na základě jeho hodnoty se stanoví turbulence nebo nedostatek turbulence tekutiny. Označení je pojmenováno pro Osborne Reynolds, který na konci 19. a začátkem 20. století provedl mnoho průkopnických studií v tekuté mechanice. Variace v množství jsou stanoveny na osy x náladového grafu, jeden z užitečnějších grafů v tekuté mechanice. Jinak řečeno, číslo popisuje, jak je pravděpodobné tok laminární nebo turbulentní pro danou sadu fyzických podmínek. Laminární nebo hladký průtok naznačuje, že všechno v toku tekutiny se pohybuje stejným směrem a tyto vnitřní toky se navzájem neovlivňují.Na druhé straně turbulentní tok naznačuje, že v hlavním toku jsou vytvořeny narušení nebo víry.
Nejběžnějším příkladem laminárního a turbulentního toku lze nalézt u dřezu. Když je voda poprvé zapnuta a neprotéká příliš rychle, je to jasné. Většina vnitřních toků vody neinteraguje mezi sebou a pohybuje se stejným směrem; Toto je laminární tok a označuje nízké číslo Reynolds. Jak se množství a rychlost vody zvyšuje, ztělesňuje. Vnitřní toky se začínají navzájem srazit v turbulentním toku a zavádějí vzduch do proudu vody.
Dalším příkladem konceptu je představit si objekt pohybující se tekutinou. Čím rychleji se objekt pohybuje, tím hustší kapalina a čím více se objekt pohybuje, tím je pravděpodobnější, že tok tekutiny bude turbulentní. Čím viskóznější nebo lepkavější je tekutina, tím větší je šance tlustá tekutinaNess bude jednat proti turbulentnímu toku.
Matematicky je číslo Reynolds definováno jako:
re = ρ * v * l / µ
Kde re = reynolds číslo
ρ = hustota tekutin (obvykle lb/ft 3 nebo
v = rychlost (obvykle ft/s nebo m/s)
l = délka cestování (obvykle ft nebo m)
V trubce nebo kanálu L = Hydraulický poloměr (obvykle FT nebo M)
µ = dynamická viskozita tekutin (obvykle LB/(ft*s) nebo kg/(m*s) nebo pa*s)
Z rovnice je vidět, že číslo Reynolds je v přímém poměru k délce. Rovněž se liší úměrně délce a hustotě tekutin. Čísla ρ , v a l všechna přispívají k setrvačným silám, zatímco µ přispívá pouze k viskózním silám.
Pro RE 2 300 nebo méně je tok tekutin považován za laminární. Na druhé straně je dosaženo turbulentního tokun re je větší než 4 000. Hodnoty pro číslo Reynolds mezi těmito dvěma množstvími označují přechodné toky, které mohou vykazovat vlastnosti obou typů toku.
Číslo Reynolds se používá v mnoha různých aplikacích mechaniky tekutin. Je to nezbytná součást výpočtů faktoru třecího faktoru v některých rovnicích v mechanice tekutin, jako je rovnice Darcy - Weisbach. Další běžné použití počtu přichází v modelování organismů plavajících se vodou a tato aplikace byla provedena od největších zvířat - jako je modrá velryba - k velmi malým zvířatům, včetně mikroorganismů. Má dokonce aplikace při modelování proudění vzduchu kolem objektů, jako jsou křídla letadla.