Liczby Reynoldsa

Przepływ płynu w rurze napotyka opór tarcia ze względu na wewnętrzną chropowatość (e) ściany rury, co może powodować powstawanie lokalnych wirów prądy w płynie. Obliczenie liczby Reynoldsa pomaga określić, czy przepływ w rurze jest przepływem laminarnym czy turbulentnym.
Rury o gładkich ścianach, takie jak szkło, miedź, mosiądz i polietylen, powodują mniejszy opór tarcia, a tym samym powodują mniejsze tarcie straty niż w przypadku rur o większej chropowatości wewnętrznej, takich jak beton, żeliwo i stal.
Profil prędkości przepływu płynu w rurze wskazuje, że płyn w środku strumienia porusza się szybciej niż płyn płynie w kierunku krawędzi strumienia. Dlatego tarcie występuje między warstwami w płynie.
Płyny o dużej lepkości płyną wolniej i generalnie nie wytwarzają prądów wirowych, a zatem wewnętrzna chropowatość rury ma niewielki lub żaden wpływ na opór tarcia podczas przepływu w rurze. Ten stan jest znany jako przepływ laminarny.

Obliczanie liczby Reynoldsa

Liczbę Reynoldsa (Re) przepływającego płynu oblicza się poprzez pomnożenie prędkości płynu przez wewnętrzną średnicę rury (w celu uzyskania siły bezwładności cieczy), a następnie podzielenie wyniku przez lepkość kinematyczną (siłę lepkości na jednostkę długości).
Lepkość kinematyczna = lepkość dynamiczna / gęstość cieczy
Liczba Reynoldsa = (prędkość płynu x średnica wewnętrzna rury) / lepkość kinematyczna

Przepływ laminarny w rurze

Przepływ laminarny występuje, gdy obliczona liczba Reynoldsa jest mniejsza niż 2300 iw tym przypadku opór przepływu jest niezależny od chropowatości ściany rury.

Przepływ turbulentny w rurze

Przepływ turbulentny występuje, gdy obliczona liczba Reynoldsa przekracza 4000.

Gdy w przepływie występują prądy wirowe, stosunek wewnętrznej chropowatości rury do wewnętrznej średnicę rury należy wziąć pod uwagę, aby obliczyć współczynnik tarcia, który z kolei jest używany do obliczania późną utratę tarcia, która występuje.

W przypadku rur o małej średnicy chropowatość wewnętrzna może mieć duży wpływ na współczynnik tarcia. W przypadku rur o dużej średnicy ogólny wpływ prądów wirowych jest mniej istotny.

Możesz użyć tego łącza, aby wyświetlić informacje o wewnętrznej chropowatości różnych materiałów rur.

Względną szorstkość rury i liczbę Reynoldsa można wykorzystać do wykreślenia wykresu współczynnika tarcia.

Kiedy występuje przepływ między warunkami przepływu laminarnego i turbulentnego (Re 2300 do Re 4000), warunki przepływu są określane jako krytyczne i trudne do przewidzenia . Tutaj przepływ nie jest ani całkowicie laminarny, ani całkowicie burzliwy. Jest to kombinacja tych dwóch warunków przepływu.

Równanie Colebrooka-Whitea jest używane do obliczenia współczynnika tarcia dla przepływu turbulentnego.

Współczynnik tarcia jest następnie używany w modelu Darcy- Wzór Weisbacha do obliczenia strat tarcia cieczy w rurze.