Reynolds-getallen

Vloeistofstroming in een buis ondervindt wrijvingsweerstand vanwege de interne ruwheid (e) van de buiswand, wat een lokale werveling kan veroorzaken stromen in de vloeistof. De berekening van het Reynoldsgetal helpt om te bepalen of de stroming in de buis laminaire stroming of turbulente stroming is.
Leidingen met een gladde wand zoals glas, koper, messing en polyethyleen veroorzaken minder traditionele weerstand en produceren daardoor een kleinere wrijving verlies dan die leidingen met een grotere inwendige ruwheid, zoals beton, gietijzer en staal.
Het snelheidsprofiel van vloeistofstroom in een buis laat zien dat de vloeistof in het midden van de stroom sneller beweegt dan de vloeistofstroom naar de rand van de stroom. Daarom treedt wrijving op tussen lagen in de vloeistof.
Vloeistoffen met een hoge viscositeit stromen langzamer en produceren in het algemeen geen wervelstromen, waardoor de interne ruwheid van de buis weinig of geen effect heeft op de wrijvingsweerstand om in de buis te stromen. Deze toestand staat bekend als laminaire stroming.

Reynoldsgetalberekening

Het Reynoldsgetal (Re) van een stromende vloeistof wordt berekend door de vloeistofsnelheid te vermenigvuldigen met de binnendiameter van de buis (om de traagheidskracht van de vloeistof) en vervolgens het resultaat delen door de kinematische viscositeit (viskeuze kracht per lengte-eenheid).
Kinematische viscositeit = dynamische viscositeit / vloeistofdichtheid
Reynoldsgetal = (Vloeistofsnelheid x Interne buisdiameter) / Kinematische viscositeit

Laminaire stroming in een buis

Laminaire stroming treedt op wanneer het berekende Reynoldsgetal kleiner is dan 2300 en in dit geval is de stromingsweerstand onafhankelijk van de ruwheid van de buiswand.

Turbulente stroming in een buis

Turbulente stroming treedt op wanneer de berekening van het Reynoldsgetal hoger is dan 4000.

Wanneer er wervelstromen optreden in de stroming, is de verhouding tussen de interne ruwheid van de buis en de interne diameter van de buis moet worden overwogen om de wrijvingsfactor te berekenen, die op zijn beurt wordt gebruikt om te berekenen laat het wrijvingsverlies dat optreedt.

Bij buizen met een kleine diameter kan de inwendige ruwheid een grote invloed hebben op de wrijvingsfactor. Voor buizen met een grote diameter is het totale effect van de wervelstromen minder significant.

U kunt deze link gebruiken om informatie te bekijken over de interne ruwheid voor verschillende buismaterialen.

De relatieve ruwheid van de buis en het Reynoldsgetal kunnen worden gebruikt om de wrijvingsfactorkaart uit te zetten.

Wanneer stroming optreedt tussen de laminaire en turbulente stromingscondities (Re 2300 tot Re 4000), staat de stromingsconditie bekend als kritiek en is deze moeilijk te voorspellen . Hier is de stroming noch geheel laminair, noch geheel turbulent. Het is een combinatie van de twee stromingscondities.

De Colebrook-White-vergelijking wordt gebruikt om de wrijvingsfactor voor turbulente stroming te berekenen.

De wrijvingsfactor wordt vervolgens gebruikt in de Darcy- Weisbach-formule om het vloeistofwrijvingsverlies in een buis te berekenen.