Reynolds-Zahlen

Der Flüssigkeitsfluss in einem Rohr stößt aufgrund der inneren Rauheit (e) der Rohrwand auf Reibungswiderstand, wodurch ein lokaler Wirbel entstehen kann Ströme in der Flüssigkeit. Die Berechnung der Reynolds-Zahl hilft zu bestimmen, ob die Strömung im Rohr eine laminare Strömung oder eine turbulente Strömung ist.
Rohre mit einer glatten Wand wie Glas, Kupfer, Messing und Polyethylen verursachen einen geringeren Reibungswiderstand und erzeugen daher eine geringere Reibung Verlust als bei Rohren mit größerer innerer Rauheit wie Beton, Gusseisen und Stahl.
Das Geschwindigkeitsprofil des Flüssigkeitsflusses in einem Rohr zeigt, dass sich das Fluid in der Mitte des Stroms schneller bewegt als das Fluid zum Rand des Stroms. Daher tritt Reibung zwischen Schichten innerhalb des Fluids auf.
Fluide mit hoher Viskosität fließen langsamer und erzeugen im Allgemeinen keine Wirbelströme. Daher hat die innere Rauheit des Rohrs nur einen geringen oder keinen Einfluss auf den Reibungswiderstand gegen das Fließen im Rohr. Dieser Zustand ist als laminare Strömung bekannt.

Reynolds-Zahlenberechnung

Die Reynolds-Zahl (Re) eines fließenden Fluids wird berechnet, indem die Fluidgeschwindigkeit mit dem Rohrinnendurchmesser multipliziert wird (um die Trägheitskraft von zu erhalten das Fluid) und dividiert dann das Ergebnis durch die kinematische Viskosität (viskose Kraft pro Längeneinheit).
Kinematische Viskosität = dynamische Viskosität / Fluiddichte
Reynoldszahl = (Fluidgeschwindigkeit x Rohrinnendurchmesser) / kinematische Viskosität

Laminare Strömung in einem Rohr

Laminare Strömung tritt auf, wenn die berechnete Reynolds-Zahl weniger als 2300 beträgt und in diesem Fall der Strömungswiderstand unabhängig von der Rauheit der Rohrwand ist.

Turbulente Strömung in einem Rohr

Turbulente Strömung tritt auf, wenn die Reynolds-Zahlenberechnung 4000 überschreitet.

Wenn Wirbelströme innerhalb der Strömung auftreten, das Verhältnis der inneren Rauheit des Rohrs zur inneren Der Rohrdurchmesser muss berücksichtigt werden, um den Reibungsfaktor zu berechnen, der wiederum zur Berechnung verwendet wird spät der auftretende Reibungsverlust.

Bei Rohren mit kleinem Durchmesser kann die innere Rauheit einen großen Einfluss auf den Reibungsfaktor haben. Bei Rohren mit großem Durchmesser ist der Gesamteffekt der Wirbelströme weniger signifikant.

Über diesen Link können Sie Informationen zur inneren Rauheit für verschiedene Rohrmaterialien anzeigen.

Die relative Rauheit des Rohrs und die Reynolds-Zahl können zum Zeichnen des Reibungsfaktordiagramms verwendet werden.

Wenn eine Strömung zwischen den laminaren und turbulenten Strömungsbedingungen (Re 2300 bis Re 4000) auftritt, ist die Strömungsbedingung als kritisch bekannt und schwer vorherzusagen . Hier ist die Strömung weder ganz laminar noch ganz turbulent. Es ist eine Kombination der beiden Strömungsbedingungen.

Die Colebrook-White-Gleichung wird verwendet, um den Reibungsfaktor für turbulente Strömung zu berechnen.

Der Reibungsfaktor wird dann im Darcy- verwendet. Weisbach-Formel zur Berechnung des Flüssigkeitsreibungsverlusts in einem Rohr.