Nombre de Reynolds

Lécoulement de fluide dans un tuyau rencontre une résistance au frottement en raison de la rugosité interne (e) de la paroi du tuyau, ce qui peut créer un tourbillon local courants dans le fluide. Le calcul du nombre de Reynolds aide à déterminer si lécoulement dans le tuyau est un écoulement laminaire ou un écoulement turbulent.
Les tuyaux qui ont une paroi lisse comme le verre, le cuivre, le laiton et le polyéthylène causent moins de résistance à la friction et, par conséquent, produisent un frottement plus petit perte par rapport aux tuyaux avec une plus grande rugosité interne, comme le béton, la fonte et lacier.
Le profil de vitesse de lécoulement du fluide dans un tuyau montre que le fluide au centre du flux se déplace plus rapidement que le fluide sécoule vers le bord du ruisseau. Par conséquent, le frottement se produit entre les couches à lintérieur du fluide.
Les fluides à viscosité élevée sécoulent plus lentement et ne produisent généralement pas de courants de Foucault, ainsi la rugosité interne du tuyau a peu ou pas deffet sur la résistance de frottement à lécoulement dans le tuyau. Cette condition est connue sous le nom découlement laminaire.

Calcul du nombre de Reynolds

Le nombre de Reynolds (Re) dun fluide en écoulement est calculé en multipliant la vitesse du fluide par le diamètre interne du tuyau (pour obtenir la force dinertie de le fluide) puis en divisant le résultat par la viscosité cinématique (force visqueuse par unité de longueur).
Viscosité cinématique = viscosité dynamique / densité du fluide
nombre de Reynolds = (vitesse du fluide x diamètre interne du tuyau) / viscosité cinématique

Écoulement laminaire dans un tuyau

Lécoulement laminaire se produit lorsque le nombre de Reynolds calculé est inférieur à 2300 et dans ce cas, la résistance à lécoulement est indépendante de la rugosité de la paroi du tuyau.

Écoulement turbulent dans un tuyau

Un écoulement turbulent se produit lorsque le calcul du nombre de Reynolds dépasse 4000.

Lorsque des courants de Foucault se produisent dans lécoulement, le rapport de la rugosité interne du tuyau à la rugosité interne le diamètre du tuyau doit être pris en compte pour calculer le facteur de frottement, qui à son tour est utilisé pour calculer tard la perte de friction qui se produit.

Pour les tuyaux de petit diamètre, la rugosité interne peut avoir une influence majeure sur le coefficient de frottement. Pour les tuyaux de grand diamètre, leffet global des courants de Foucault est moins important.

Vous pouvez utiliser ce lien pour afficher des informations sur la rugosité interne de divers matériaux de tuyau.

La rugosité relative du tuyau et le nombre de Reynolds peuvent être utilisés pour tracer le tableau des facteurs de friction.

Lorsquun écoulement se produit entre les conditions découlement laminaire et turbulent (Re 2300 à Re 4000), létat découlement est considéré comme critique et est difficile à prévoir . Ici, lécoulement nest ni totalement laminaire ni totalement turbulent. Cest une combinaison des deux conditions découlement.

Léquation de Colebrook-White est utilisée pour calculer le facteur de friction pour lécoulement turbulent.

Le facteur de friction est ensuite utilisé dans le Darcy- Formule de Weisbach pour calculer la perte de friction de fluide dans un tuyau.