Reynolds-nummer

Vätskeflöde i ett rör möter friktionsmotstånd på grund av den inre ojämnheten (e) hos rörväggen, vilket kan skapa lokal virvel strömmar i vätskan. Beräkning av Reynolds-talet hjälper till att avgöra om flödet i röret är Laminar Flow eller Turbulent Flow.
Rör som har en jämn vägg som glas, koppar, mässing och polyeten orsakar mindre friktionsmotstånd och därmed ger de en mindre friktion förlust än de rör med större inre ojämnhet, som betong, gjutjärn och stål.
Hastighetsprofilen för vätskeflödet i ett rör visar att vätskan i mitten av strömmen rör sig mer snabbt än vätskeflödet mot kanten av strömmen. Därför uppstår friktion mellan lager i vätskan.
Vätskor med hög viskositet flödar långsammare och genererar generellt inte virvelströmmar, så rörets inre ojämnhet har liten eller ingen effekt på friktionsmotståndet mot flöde i röret. Detta tillstånd kallas laminärt flöde.

Reynolds Number Beräkning

Reynolds-talet (Re) för en flytande vätska beräknas genom att multiplicera vätskehastigheten med den inre rördiametern (för att erhålla tröghetskraften på vätskan) och sedan dividera resultatet med kinematisk viskositet (viskös kraft per längdenhet).
Kinematisk viskositet = dynamisk viskositet / vätskedensitet
Reynolds-tal = (Vätskehastighet x innerdiameter) / Kinematisk viskositet

Laminärt flöde i ett rör

Laminärt flöde uppstår när det beräknade Reynolds-talet är mindre än 2300 och i detta fall är flödesmotståndet oberoende av rörväggens ojämnhet.

Turbulent flöde i ett rör

Turbulent flöde inträffar när Reynolds-talberäkningen överstiger 4000.

När virvelströmmar förekommer inom flödet, är förhållandet mellan rörets inre ojämnhet och det inre rörets diameter måste beaktas för att beräkna friktionsfaktorn, som i sin tur används för att beräkna sen friktionsförlusten som uppstår.

För rör med liten diameter kan den inre ojämnheten ha stor inverkan på friktionsfaktorn. För rör med stor diameter är den totala effekten av virvelströmmarna mindre signifikant.

Du kan använda den här länken för att visa information om den inre ojämnheten för olika rörmaterial.

Den relativa ojämnheten för röret och Reynolds-numret kan användas för att plotta friktionsfaktordiagrammet.

När flöde sker mellan de laminära och turbulenta flödesförhållandena (Re 2300 till Re 4000) är flödesförhållandet känt som kritiskt och är svårt att förutsäga . Här är flödet varken helt laminärt eller helt turbulent. Det är en kombination av de två flödesförhållandena.

Colebrook-White-ekvationen används för att beräkna friktionsfaktorn för turbulent flöde.

Friktionsfaktorn används sedan i Darcy- Weisbach-formel för att beräkna vätskefriktionsförlusten i ett rör.