Nombre de Reynolds

Aperçu

Le nombre de Reynolds est une grandeur adimensionnelle qui exprime le rapport des forces d'inertie aux forces visqueuses au sein d'un fluide. C'est le paramètre principal pour prédire si l'écoulement dans une tuyauterie, un conduit ou autour d'un corps est laminaire, transitoire ou turbulent.

Pour les écoulements internes, la longueur caractéristique est le diamètre hydraulique $D_h$, qui est égal au diamètre intérieur du tube pour les sections transversales circulaires.

Formules clés

Nombre de Reynolds (SI)

$Re = \frac{\rho \, v \, D}{\mu}$

De manière équivalente, en utilisant la viscosité cinématique $\nu = \mu / \rho$ :

$Re = \frac{v \, D}{\nu}$

Nombre de Reynolds (Impérial — écoulement en tuyauterie)

$Re = 7745.8 \;\frac{u \; d_h}{\nu}$

où $u$ est en ft/s, $d_h$ est en pouces, et $\nu$ est en centistokes (cSt).

Variables

Régimes d'écoulement

Calculatrice

Convertisseur d'unités

Graphique de débit d'eau pour les tuyaux en acier de calibre 40

Le graphique source pour l'écoulement de l'eau dans les tuyaux en acier de calibre 40 est représenté ci-dessous sous forme de graphique interactif calculé. Les valeurs utilisent de l'eau à environ 20 °C avec une viscosité cinématique de 1,004 cSt et des diamètres internes typiques du calibre 40.

Exemple de calcul

Données : Un fluide avec une gravité spécifique de 0,91 et une viscosité dynamique de 0,38 Pa·s s'écoule à 2,6 m/s dans un tuyau de diamètre 25 mm.

1. Densité : $\rho = 0.91 \times 1000 = 910 \;\text{kg/m}^3$
2. Nombre de Reynolds :

$Re = \frac{910 \times 2.6 \times 0.025}{0.38} \approx 156$

Puisque $Re \approx 156 \ll 2300$, l'écoulement est clairement laminaire.

Tableaux de source originaux restaurés

Les tableaux suivants sont restaurés à partir de la page source originale pour préserver les données de référence complètes. Les tableaux source en cache en dehors du graphique d'ingénierie sont des artefacts de recherche/mise en page partagés, pas des tableaux de données de nombre de Reynolds, et ne sont pas copiés intentionnellement comme données de référence.

Applications mobiles connexes

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Images de source originales

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Notes d'ingénierie

• L'écoulement turbulent est la norme dans la plupart des systèmes de tuyauterie pour l'eau, l'air et les processus. Les conditions laminaires sont généralement limitées aux huiles lourdes, aux polymères fondus ou aux écoulements à très petit diamètre / faible vitesse.
• La plage de transition (2300–4000) est sensible aux conditions d'entrée, à la rugosité des tuyaux et aux vibrations. Concevez de manière conservatrice en supposant un comportement turbulent au-dessus de Re ≈ 2300.
• Pour les conduits non circulaires, utilisez toujours le diamètre hydraulique $D_h = 4A / P$, où $A$ est la surface d'écoulement et $P$ est le périmètre mouillé.
• Le raccourci impérial ($Re = 7745.8 \; u \; d_h / \nu$) intègre la conversion des unités à partir des pouces et des centistokes. Vérifiez que la viscosité est donnée en cSt avant de l'appliquer.
• Le nombre de Reynolds régit également les écoulements externes (autour de cylindres, sphères, profils aérodynamiques), mais les valeurs critiques de Re pour la transition diffèrent des seuils d'écoulement en tuyau listés ci-dessus.

Références

• Source originale — Engineering ToolBox