Ο αριθμός Reynolds από την άποψη της αδρανειακής δύναμης και της ιξώδους δύναμης;

Ο αριθμός Reynolds (RE) είναι μια άχρηστη ποσότητα που αντιπροσωπεύει την αναλογία αδρανειακών δυνάμεων σε ιξώδεις δυνάμεις σε ροή ρευστού. Δείτε πώς προέρχεται:

αδρανειακή δύναμη:

* Η αδρανειακή δύναμη είναι η δύναμη που αντιστέκεται στις αλλαγές σε κίνηση.

* Είναι ανάλογο της μάζας του υγρού (ρΒ) και της επιτάχυνσης του υγρού (Α).

* Αδρανειακή δύναμη (FI) ≈ ρβαβα

Ιδατοειδής δύναμη:

* Η ιξώδη δύναμη είναι η δύναμη που αντιστέκεται στη σχετική κίνηση των υγρών στρώσεων.

* Είναι ανάλογο του ιξώδους του υγρού (μ), της κλίσης ταχύτητας (ΔV/Δy) και της επιφάνειας (α) του υγρού που βρίσκεται σε επαφή.

* Ιξηρώδης δύναμη (FV) ≈ μ (ΔV/ΔY) α

Αριθμός Reynolds:

Ο αριθμός Reynolds είναι ο λόγος αδρανειακής δύναμης προς ιξώδη δύναμη:

RE =FI / FV

Αντικαθιστώντας τις εκφράσεις για αδρανειακές και ιξώδεις δυνάμεις:

Re ≈ (ρΒΑ) / [μ (ΔV / δy) Α]

Απλοποίηση της έκφρασης:

* ταχύτητα: Μπορούμε να αντικαταστήσουμε (ΔV/ΔY) με τη χαρακτηριστική ταχύτητα (V) της ροής.

* περιοχή: Η περιοχή (α) ακυρώνει όταν εξετάζει το χαρακτηριστικό μήκος (L) της ροής.

Αυτό μας δίνει την πιο κοινή μορφή του αριθμού Reynolds:

re =(ρβλ) / μ

Πού:

* ρ: Πυκνότητα του υγρού

* V: Χαρακτηριστική ταχύτητα του υγρού

* l: Χαρακτηριστικό μήκος της ροής

* μ: Δυναμικό ιξώδες του υγρού

Σημασία του αριθμού Reynolds:

* Χαμηλή Re: Όταν το RE είναι χαμηλό, κυριαρχούν οι ιξώδεις δυνάμεις. Αυτό οδηγεί σε στρωτή ροή, όπου τα σωματίδια υγρού κινούνται σε ομαλά, παράλληλα στρώματα.

* Υψηλή Re: Όταν το Re είναι υψηλό, κυριαρχούν οι αδρανειακές δυνάμεις. Αυτό οδηγεί σε ταραχώδη ροή, που χαρακτηρίζεται από χαοτική και απρόβλεπτη κίνηση ρευστού.

Ο αριθμός Reynolds είναι μια κρίσιμη παράμετρος στη μηχανική υγρών, βοηθώντας μας να κατανοήσουμε τη φύση της ροής και να προβλέψουμε τη συμπεριφορά της.