Reynolds-tal

Væskeflow i et rør støder på friktionsmodstand på grund af rørets indvendige ruhed (e), hvilket kan skabe lokal hvirvel strømme i væsken. Beregning af Reynolds-nummeret hjælper med at bestemme, om strømningen i røret er Laminar Flow eller Turbulent Flow.
Rør, der har en glat væg som glas, kobber, messing og polyethylen, forårsager mindre fritionsbestandighed, og derfor producerer de en mindre friktion tab end de rør med større indre ruhed, såsom beton, støbejern og stål.
Hastighedsprofilen for væskestrøm i et rør viser, at væsken i midten af strømmen bevæger sig hurtigere end væskestrømmen mod kanten af strømmen. Derfor opstår der friktion mellem lag inde i væsken.
Væsker med høj viskositet strømmer langsommere og producerer generelt ikke hvirvelstrømme, således at rørets indre ruhed har ringe eller ingen effekt på friktionsmodstanden mod strømning i røret. Denne tilstand kaldes laminær strømning.

Reynolds-talberegning

Reynolds-nummeret (Re) for et flydende fluid beregnes ved at gange væskehastigheden med den indre rørdiameter (for at opnå inertikraften af væsken) og derefter dividere resultatet med kinematisk viskositet (viskøs kraft pr. længdeenhed).
Kinematisk viskositet = dynamisk viskositet / væsketæthed
Reynolds-tal = (væskehastighed x intern rørdiameter) / Kinematisk viskositet

Laminær strømning i en rør

Laminær strømning opstår, når det beregnede Reynolds-tal er mindre end 2300, og i dette tilfælde er strømningsmodstanden uafhængig af rørvæggets ruhed.

Turbulent flow i en rør

Turbulent flow opstår, når beregningen af Reynolds-tallet overstiger 4000.

Når hvirvelstrømme forekommer inden i flowet, er forholdet mellem rørets interne ruhed og det indre rørets diameter skal overvejes for at beregne friktionsfaktoren, som igen bruges til at beregne sent det friktionstab, der opstår.

For rør med en lille diameter kan den indre ruhed have stor indflydelse på friktionsfaktoren. For rør med stor diameter er den samlede virkning af hvirvelstrømmene mindre signifikant.

Du kan bruge dette link til at se oplysninger om den interne ruhed for forskellige rørmaterialer.

Den relative ruhed af røret og Reynolds-nummeret kan bruges til at plotte friktionsfaktordiagrammet.

Når der opstår strøm mellem de laminære og turbulente strømningsforhold (Re 2300 til Re 4000), er strømningsbetingelsen kendt som kritisk og er vanskelig at forudsige . Her er strømmen hverken helt laminær eller helt turbulent. Det er en kombination af de to strømningsbetingelser.

Colebrook-White-ligningen bruges til at beregne friktionsfaktoren for turbulent flow.

Friktionsfaktoren bruges derefter i Darcy- Weisbach-formel til beregning af væskens friktionstab i et rør.