Numerele Reynolds

Debitul de fluid într-o țeavă întâmpină rezistență la frecare datorită rugozității interne (e) a peretelui țevii, care poate crea turbine locale curenții din fluid. Calculul numărului Reynolds ajută la determinarea dacă fluxul în conductă este debit laminar sau debit turbulent.
Țevile care au un perete neted precum sticlă, cupru, alamă și polietilenă provoacă o rezistență la frecare mai mică și, prin urmare, produc o frecare mai mică. pierderi decât acele țevi cu o rugozitate internă mai mare, cum ar fi betonul, fonta și oțelul.
Profilul vitezei fluxului de fluid într-o țeavă arată că fluidul din centrul fluxului se mișcă mai repede decât fluxul de fluid spre margine. a pârâului. Prin urmare, fricțiunea are loc între straturi din fluid.
Fluidele cu o vâscozitate ridicată curg mai lent și, în general, nu produc curenți turbionari, astfel rugozitatea internă a conductei are un efect redus sau deloc asupra rezistenței la frecare la curgerea în conductă. Această condiție este cunoscută sub numele de flux laminar.

Calculul numărului Reynolds

Numărul Reynolds (Re) al unui fluid care curge este calculat prin înmulțirea vitezei fluidului cu diametrul interior al conductei (pentru a obține forța de inerție a fluidul) și apoi împărțind rezultatul la vâscozitatea cinematică (forța vâscoasă pe unitate de lungime).
Vâscozitatea cinematică = vâscozitatea dinamică / densitatea fluidului
numărul Reynolds = (viteza fluidului x diametrul interior al țevii) / vâscozitatea cinematică

Debitul laminar într-o țeavă

Debitul laminar apare atunci când numărul Reynolds calculat este mai mic de 2300 și în acest caz rezistența la flux este independentă de rugozitatea peretelui conductei.

Debitul turbulent într-o conductă

Debitul turbulent are loc atunci când calculul numărului Reynolds depășește 4000.

Când curenții turbionari apar în flux, raportul dintre rugozitatea internă a conductei și cea internă diametrul țevii trebuie luat în considerare pentru a calcula factorul de frecare, care la rândul său este folosit pentru calcularea târziu pierderea de frecare care apare.

Pentru țevile cu un diametru mic, rugozitatea internă poate avea o influență majoră asupra factorului de frecare. Pentru țevile cu diametru mare efectul general al curenților turbionari este mai puțin semnificativ.

Puteți utiliza acest link pentru a vizualiza informații despre rugozitatea internă pentru diferite materiale ale țevii.

Rugozitatea relativă a țevii și numărul Reynolds pot fi utilizate pentru a reprezenta graficul factorului de frecare.

Când fluxul are loc între condițiile de flux laminar și turbulent (Re 2300 până la Re 4000), condiția de flux este cunoscută ca fiind critică și este dificil de prezis . Aici fluxul nu este nici complet laminar, nici complet turbulent. Este o combinație a celor două condiții de curgere.

Ecuația Colebrook-White este utilizată pentru a calcula factorul de frecare pentru curgerea turbulentă.

Factorul de frecare este apoi utilizat în Darcy- Formula Weisbach pentru a calcula pierderea de frecare a fluidului într-o conductă.