Число Рейнольдса

Обзор

Число Рейнольдса — безразмерная величина, выражающая отношение сил инерции к силам вязкости в жидкости. Оно является основным параметром для предсказания того, является ли поток через трубу, канал или вокруг тела ламинарным, переходным или турбулентным.

Для внутреннего течения характеристической длиной является гидравлический диаметр $D_h$, который равен внутреннему диаметру трубы для круглых сечений.

Ключевые формулы

Число Рейнольдса (СИ)

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

Эквивалентно, с использованием кинематической вязкости $\nu = \mu / \rho$:

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

Число Рейнольдса (имперская система — течение в трубах)

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

где $u$ выражается в ft/s, $d_h$ — в inches, а $\nu$ — в сантистоксах (cSt).

Переменные

Режимы течения

Калькулятор

Конвертер единиц

График расхода воды в трубах Schedule 40

Исходный график расхода воды в стальных трубах Schedule 40 представлен ниже в виде интерактивного расчётного графика. Значения рассчитаны для воды при температуре approximately 20 °C с кинематической вязкостью 1.004 cSt и типичными внутренними диаметрами труб Schedule 40.

Пример расчёта

Дано: Жидкость с удельным весом 0,91 и динамической вязкостью 0,38 Па·с течёт со скоростью 2,6 м/с через трубу диаметром 25 мм.

1. Плотность: $\rho = 0,91 \times 1000 = 910 \;\text{кг/м}^3$
2. Число Рейнольдса:

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

Поскольку $Re \approx 156 \ll 2300$, течение является однозначно ламинарным.

Восстановленные исходные таблицы

Следующие таблицы восстановлены с исходной страницы для сохранения полных справочных данных. Кэшированные исходные таблицы за пределами инженерного графика являются артефактами поиска/макета, а не таблицами данных числа Рейнольдса, и намеренно не скопированы в качестве справочных данных.

Связанные мобильные приложения

На исходной странице упоминается приложение калькулятора числа Рейнольдса для автономного использования на мобильных устройствах. Приведённые выше калькуляторы сохраняют те же основные расчёты непосредственно на странице.

Исходные изображения

Следующие исходные изображения сохранены, чтобы не потерять визуальный справочный материал. Когда изображение содержит графические или табличные данные, извлечённые значения представлены в таблицах страницы, калькуляторах или интерактивных графиках; остальные изображения сохранены как визуальные исходные ссылки.

Инженерные заметки

• Турбулентное течение является нормой для большинства водопроводных, воздушных и промышленных трубопроводных систем. Ламинарные условия обычно ограничены тяжёлыми нефтепродуктами, полимерными расплавами или потоками в трубах малого диаметра / при низкой скорости.
• Переходная область (2300–4000) чувствительна к условиям входа, шероховатости трубы и вибрации. При проектировании рекомендуется консервативно предполагать турбулентное поведение при Re ≈ 2300.
• Для некруглых каналов всегда используйте гидравлический диаметр $D_h = 4A / P$, где $A$ — площадь проходного сечения, а $P$ — смоченный периметр.
• Имперское упрощённое выражение ($Re = 7745.8 \; u \; d_h / \nu$) включает преобразование единиц из дюймов и сантистоксов. Перед применением убедитесь, что вязкость указана в cSt.
• Число Рейнольдса также определяет внешние обтекания (вокруг цилиндров, сфер, профилей), но критические значения Re для перехода отличаются от пороговых значений для трубного течения, приведённых выше.

Ссылки

• Первоисточник — Engineering ToolBox