Reynoldszahl: 21 Wichtige Fakten

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Reynolds-Zahlendefinition

"Die Reynolds-Zahl ist das Verhältnis von Trägheitskräften zu viskosen Kräften."

Die Reynolds-Zahl ist eine dimensionslose Zahl, die verwendet wird, um die Fluidsysteme auf verschiedene Weise zu untersuchen, wie z. B. das Strömungsmuster einer Flüssigkeit, die Art der Strömung und verschiedene strömungsmechanische Parameter. Die Reynoldszahl ist auch bei der Untersuchung der Wärmeübertragung wichtig. Es wurden viele Korrelationen entwickelt, einschließlich der Reynoldszahl in der Strömungsmechanik, Tribologie und Wärmeübertragung. Die Herstellung verschiedener Arzneimittel in der Pharmazie erforderte das Studium der Reynoldszahl.

Es ist eigentlich eine Darstellung und ein Vergleich von Trägheitskraft und viskoser Kraft.

Reynolds-Zahlengleichung

Die dimensionslose Reynoldsche Zahl gibt an, ob es sich bei dem strömenden Fluid um eine laminare oder eine turbulente Strömung handelt, wobei einige Eigenschaften wie Geschwindigkeit, Länge, Viskosität und Strömungstyp berücksichtigt werden. Die Nummer des Reynold wurde wie folgt besprochen:

Die Reynoldsche Zahl wird allgemein als Trägheitskraftverhältnis zur viskosen Kraft bezeichnet und charakterisiert die Strömungsnatur wie laminar, turbulent usw.

Indem wir die Trägheitskraft und den Ausdruck der viskosen Kraft in Reynolds Zahlenausdruck setzen, erhalten wir

In der obigen Gleichung ist

Re = Reynolds Nummer (dimensionslose Nummer)

? = Dichte der Flüssigkeit (kg / m³)

V = Strömungsgeschwindigkeit (m / s)

D = Durchfluss- oder Rohrdurchmesser / Merkmale Länge (m)

μ = Viskosität der Flüssigkeit (N * s / m²)

Reynolds-Zahleneinheiten

Die Zahl von Reynold ist dimensionslos. Es gibt keine Einheit der Reynolds-Zahl.

Reynoldszahl für laminare Strömung

Die Identifizierung des Durchflusses kann durch Kenntnis der Reynold-Nummer möglich sein. Die laminare Strömungszahl von Reynold beträgt weniger als 2000. Wenn Sie in einem Experiment einen Wert von Reynolds Zahl von weniger als 2000 erhalten, können Sie sagen, dass die Strömung laminar ist.

Reynolds Anzahl Wasser

Die Gleichung von Reynolds Zahl ist gegeben als

Wenn wir die obige Gleichung analysieren, hängt der Wert der Reynolds-Zahl von der Dichte des Fluids, der Strömungsgeschwindigkeit, dem Strömungsdurchmesser direkt und umgekehrt zur Viskosität des Fluids ab. Wenn die Flüssigkeit Wasser ist, sind die Dichte und Viskosität von Wasser die Parameter, die direkt von Wasser abhängen.

Reynoldszahl für turbulente Strömung

Im Allgemeinen kann das Reynolds-Zahlenexperiment das Strömungsmuster vorhersagen. Wenn der Wert von Reynolds Zahl> 4000 ist, wird die Strömung als turbulent angesehen.

Drag Coefficient (Cd) gegen Reynolds-Zahl (Re) in verschiedenen Objekten

Reynolds Nummer in einer Pfeife

Wenn die Flüssigkeit durch das Rohr fließt, möchten wir Reynolds Anzahl der durch ein Rohr fließenden Flüssigkeit berechnen. Die anderen Parameter hängen von der Art der Flüssigkeit ab, der Durchmesser wird jedoch als Rohrhydraulikdurchmesser D angenommen_H (Zu diesem Zweck sollte der Durchfluss ordnungsgemäß aus dem Rohr austreten.)

Reynolds Luftzahl

Wie wir in besprochen haben Reynold Nummer für Wasser, Die Reynold-Zahl für Luft hängt direkt von der Luftdichte und der Viskosität ab.

Reynolds-Zahlenbereich

Reynolds Zahl ist das Kriterium, um zu wissen, ob die Strömung turbulent oder laminar ist.

Wenn wir bedenken, dass der Fluss intern ist, dann

Wenn der Re <(2000 bis 2300) -Fluss als laminare Eigenschaften betrachtet wird,

 Re> 4000 steht für turbulente Strömung

Wenn der Wert von Re zwischen (dh 2000 bis 4000) liegt, steht dies für den Übergangsfluss.

Reynolds-Zahlentabelle

Das Stimmungsdiagramm ist zwischen Reynolds-Zahl und Reibungsfaktor für unterschiedliche Rauheiten aufgetragen.

Wir können den Darcy-Weisbach-Reibungsfaktor mit der Reynold-Zahl finden. Es wurde eine analytische Korrelation entwickelt, um den Reibungsfaktor zu finden.

Kinematische Viskosität der Reynolds-Zahl

Die kinematische Viskosität ist gegeben als:

Die Gleichung von Reynolds Zahl,

Die obige Gleichung wird wie folgt gebildet, wenn sie in Form einer kinematischen Viskosität geschrieben wird.

Reynolds-Zahlenzylinder

Wenn die Flüssigkeit durch den Zylinder fließt und wir die Reynold-Anzahl der durch den Zylinder fließenden Flüssigkeit berechnen möchten. Die anderen Parameter hängen von der Art der Flüssigkeit ab, der Durchmesser wird jedoch als Hydraulikdurchmesser D angenommen_H (Zu diesem Zweck sollte der Durchfluss ordnungsgemäß aus dem Zylinder austreten.)

Reynolds-Zahl Massendurchsatz

Wir analysieren dann die Reynoldsche Zahlengleichung, wenn wir die Beziehung zwischen der Reynoldschen Zahl und dem Massendurchsatz sehen wollen.

Wie wir von der wissen Kontinuitätsgleichung, der Massenstrom wird wie folgt ausgedrückt:

Durch Einfügen von Werten des Massendurchflusses in die Reynolds-Zahlengleichung

Aus dem obigen Ausdruck ist klar ersichtlich, dass die Reynoldszahl in direktem Zusammenhang mit steht Massendurchsatz.

Laminare vs turbulente Strömung Reynoldszahl | Reynoldszahl laminar gegen turbulent

Allgemein im Strömungsmechanik, analysieren wir zwei Arten von Strömungen. Einer ist der laminare Strömung die bei niedriger Geschwindigkeit auftritt, und eine andere ist die turbulente Strömung, die im Allgemeinen bei hoher Geschwindigkeit auftritt. Sein Name beschreibt die laminare Strömung, da die Fluidpartikel in der Lamina (linear) während der gesamten Strömung fließen. Bei turbulenter Strömung bewegt sich das Fluid mit zufälliger Bewegung durch die Strömung.

Lassen Sie uns diesen wichtigen Punkt im Detail verstehen,

Laminar Flow

Bei laminarer Strömung schneiden sich die benachbarten Schichten von Fluidteilchen nicht und Strömungen in parallelen Richtungen werden als laminare Strömung bezeichnet.

In der laminaren Strömung fließen alle Flüssigkeitsschichten in einer geraden Linie.

• Es besteht die Möglichkeit des Auftretens einer laminaren Strömung, wenn das mit geringer Geschwindigkeit fließende Fluid und der Rohrdurchmesser klein sind.
• Die Flüssigkeitsströmung mit einer Reynoldschen Zahl von weniger als 2000 wird als laminare Strömung angesehen.
• Der Flüssigkeitsstrom ist sehr linear. Es gibt den Schnittpunkt benachbarter Schichten der Flüssigkeit, und sie fließen parallel zueinander und mit der Oberfläche des Rohrs.
• Bei laminarer Strömung ist die Scherbeanspruchung hängt nur von der Viskosität des Fluids ab und ist unabhängig von der Dichte des Fluids.

Turbulente Strömung

Die turbulente Strömung ist der laminaren Strömung entgegengesetzt. Hier schneiden sich bei einer Fluidströmung die benachbarten Schichten des strömenden Fluids und fließen nicht parallel zueinander, was als turbulente Strömung bekannt ist.

Die benachbarten Fluidschichten oder Fluidpartikel fließen in einer turbulenten Strömung nicht in einer geraden Linie. Sie fließen zufällig in Zickzackrichtung.

• Die turbulente Strömung ist möglich, wenn die Geschwindigkeit des strömenden Fluids hoch und der Rohrdurchmesser größer ist.
• Der Wert der Reynoldschen Zahl kann die turbulente Strömung identifizieren. Wenn der Wert von Reynolds Zahl mehr als 4000 beträgt, wird die Strömung als turbulente Strömung betrachtet.
• Das fließende Fluid fließt nicht unidirektional. Es gibt eine Vermischung oder einen Schnittpunkt verschiedener Fluidschichten, und sie fließen nicht in parallelen Richtungen zueinander, sondern schneiden sich gegenseitig.
• Die Scherspannung hängt von ihrer Dichte in einer turbulenten Strömung ab.

Reynolds-Nummer für flache Platte

Wenn wir den Fluss über eine flache Platte analysieren, wird die Reynolds-Zahl anhand der charakteristischen Länge der flachen Platte berechnet.

In der obigen Gleichung wird der Durchmesser D durch L ersetzt, was die charakteristische Strömungslänge über eine flache Platte ist.

Reynoldszahl gegen Widerstandsbeiwert

Angenommen, der Wert der Reynoldschen Zahl ist kleiner als die Trägheitskraft. Es gibt eine höhere viskose Kraft, die die Trägheitskraft dominiert.

Wenn die Flüssigkeitsviskosität höher ist, dann die Zugkraft ist größer.

Reynolds Nummer einer Kugel

Wenn Sie es für diesen Fall berechnen möchten, lautet die Formel

Hier wird Durchmesser D als hydraulischer Durchmesser einer Kugel in Berechnungen wie Zylinder und Rohr verwendet.

Was ist Reynolds Nummer?

Reynolds Zahl ist das Verhältnis von Trägheitskraft zu viskoser Kraft. Re zeigt es an. Es ist eine dimensionslose Zahl.

Bedeutung der Reynolds-Zahl | Physikalische Bedeutung der Reynolds-Zahl

Die Reynold-Zahl ist nichts anderes als der Vergleich zweier Kräfte. Eine ist die Trägheitskraft und die zweite ist die viskose Kraft. Wenn wir beide Kraftverhältnisse nehmen, ergibt sich eine dimensionslose Zahl, die als Reynold-Zahl bekannt ist. Diese Zahl hilft dabei, die Strömungseigenschaften zu kennen und zu wissen, welche der beiden Kräfte die Strömung stärker beeinflusst. Die Reynold-Zahl ist auch wichtig für die Flussmusterschätzung.

   Viskose Kraft -> höher -> laminare Strömung -> Ölströmung

   Trägheitskraft -> Höher -> Turbulente Strömung> Ozeanwellen

Reynolds-Experiment

Osborne Reynolds führte das Reynolds-Experiment erstmals 1883 durch und beobachtete, dass die Wasserbewegung ein laminares oder turbulentes Muster aufweist.

Dieses Experiment ist in der Strömungsmechanik sehr bekannt. Dieses Experiment wird häufig verwendet, um die drei Strömungen zu bestimmen und zu beobachten. In diesem Experiment fließt das Wasser durch ein Glasrohr oder ein transparentes Rohr.

Dem Farbstoff wird Wasser in ein Glasrohr injiziert. Sie können den Farbstofffluss in der Glasröhre bemerken. Wenn der Farbstoff eine andere Farbe als Wasser hat, ist dies deutlich zu beobachten. Wenn der Farbstoff inline oder linear fließt, ist der Fluss laminar. Wenn der Farbstoff Turbulenzen aufweist oder nicht in einer Linie fließt, können wir die turbulente Strömung berücksichtigen. Dieses Experiment ist einfach und informativ, damit die Schüler etwas über den Fluss und die Reynolds-Zahl lernen können.

Kritische Reynolds-Zahl

Die kritische Reynoldszahl ist die Übergangsphase des laminaren und turbulenten Strömungsbereichs. Wenn sich die Strömung von laminar zu turbulent ändert, wird die Zahl von Reynold als kritische Zahl von Reynold angesehen. Es wird als Re angezeigt_Cr.  Für jede Geometrie ist diese kritische Reynolds-Zahl unterschiedlich.

Zusammenfassung

Die Reynolds-Zahl ist ein wichtiger Begriff im Bereich der Technik und Naturwissenschaften. Es wird bei der Untersuchung von Strömung, Wärmeübertragung, Pharmazie usw. verwendet. Wir haben dieses Thema aufgrund seiner Bedeutung ausführlich erläutert. Wir haben diesem Thema einige praktische Fragen und Antworten beigefügt.

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Dr. Deepakkumar Jani

Ich bin Deepak Kumar Jani und promoviere in Mechanik und erneuerbaren Energien. Ich verfüge über fünf Jahre Lehrerfahrung und zwei Jahre Forschungserfahrung. Meine Interessengebiete sind Wärmetechnik, Automobiltechnik, mechanische Messung, technisches Zeichnen, Strömungsmechanik usw. Ich habe ein Patent zum Thema „Hybridisierung grüner Energie zur Stromerzeugung“ angemeldet. Ich habe 17 Forschungsarbeiten und zwei Bücher veröffentlicht.
Ich freue mich, Teil von Lambdageeks zu sein und möchte den Lesern einige meiner Fachkenntnisse auf einfache Weise präsentieren.
Abgesehen von Wissenschaft und Forschung wandere ich gerne in der Natur, fange die Natur ein und wecke bei den Menschen ein Bewusstsein für die Natur.
Weitere Informationen finden Sie auch auf meinem YouTube-Kanal zum Thema „Einladung aus der Natur“.