레이놀즈 번호는 무엇입니까?

레이놀즈 수 (Re)는 유체 역학과 관련된 치수가없는 수입니다. 유체에 작용하는 힘을 요약하는 데 사용되는 가장 중요한 속성 중 하나이며, 그 값에 따라 유체의 난류 또는 난류 부족이 결정됩니다. 이 명칭은 19 세기 말과 20 세기 초에 유체 역학에 대한 많은 개척 연구를 한 Osborne Reynolds의 이름을 따서 명명되었습니다. 수량의 변동은 유체 역학에서 더 유용한 그래프 중 하나 인 Moody Chart의 X 축에 표시됩니다.

보다 구체적으로, 레이놀즈 수는 유체 내에서 난류에 기여하는 관성력 대 난류에 대해 작용하는 점성력의 비로 정의된다. 달리 말하면, 숫자는 주어진 물리적 조건에 대해 흐름이 층류 또는 난류가 될 가능성을 나타냅니다. 층류 또는 매끄러운 흐름은 유체 흐름의 모든 것이 동일한 방향으로 이동하고 이러한 내부 흐름이 서로 영향을 미치지 않음을 나타냅니다. 반면, 난류는 주류 내에 교란이나 에디가 발생했음을 나타냅니다.

층류 및 난류의 가장 일반적인 예는 싱크대에서 찾을 수 있습니다. 물을 처음 켰을 때 매우 빠르게 흐르지 않으면 깨끗합니다. 물의 내부 흐름의 대부분은 서로 상호 작용하지 않고 같은 방향으로 움직입니다. 이것은 층류이며 레이놀즈 수가 낮음을 나타냅니다. 물의 양과 속도가 증가하면 흰색으로 변합니다. 내부 흐름은 난류에서 서로 충돌하여 공기를 물 흐름으로 유입시킵니다.

개념의 다른 예는 물체가 유체를 통해 움직이는 것을 상상하는 것입니다. 물체가 더 빨리 움직일수록 액체가 밀도가 높아지고 물체가 더 많이 움직일수록 유체 흐름이 난류가 될 가능성이 높습니다. 유체가 점성이거나 끈적 거리면 클수록 유체의 두께가 난류에 작용할 가능성이 커집니다.

수학적으로 레이놀즈 수는 다음과 같이 정의됩니다.

재 = ρ * V * L / µ
Re = 레이놀즈 수
ρ = 유체 밀도 (보통 lb / ft ³ 또는 3)
V = 속도 (보통 ft / s 또는 m / s)
L = 이동 길이 (보통 ft 또는 m)
파이프 또는 채널에서 L = 유압 반경 (보통 ft 또는 m)
µ = 유체 동적 점도 (일반적으로 lb / (ft * s) 또는 kg / (m * s) 또는 Pa * s)

이 식으로부터 레이놀즈 수는 길이에 정비례한다는 것을 알 수있다. 또한 길이와 유체 밀도에 비례하여 변합니다. 숫자 ρ , V 및 L은 모두 관성력에 기여하고 µ 는 점성력에만 기여합니다.

2,300 이하의 Re의 경우, 유체 흐름은 층류로 간주됩니다. 한편, 난류는 Re가 4,000을 초과 할 때 달성된다. 이 두 수량 사이의 레이놀즈 수의 값은 전이 흐름을 나타내며, 이는 두 유형의 흐름 모두의 특성을 나타낼 수 있습니다.

레이놀즈 수는 유체 역학의 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. Darcy–Weisbach 등 유체 역학의 일부 방정식에서 마찰 계수 계산에 필요한 부분입니다. 이 수의 또 다른 일반적인 사용은 물을 통해 수영하는 유기체의 모델링에 있으며,이 응용은 푸른 고래와 같은 가장 큰 동물에서 미생물을 포함한 매우 작은 동물에 이르기까지 이루어졌습니다. 항공기 날개와 같은 물체 주변의 공기 흐름을 모델링하는 응용 프로그램도 있습니다.