عدد رینولدز

عدد رینولدز (Re) یک کمیت بدون یکای مهمی است که در مکانیک سیالات برای پیش‌بینی الگوی جریان از آن استفاده می‌شود. این عدد نسبت نیروی لختی به نیروی گرانروی می‌باشد.

عدد رینولدز به صورت زیر تعریف می‌شود:

Re = ρvl/μ

که در آن:

• ρ چگالی سیال
• v سرعت جریان
• l طول مشخصه جریان
• μ ویسکوزیته سیال

در اعداد رینولدز پایین تمایل جریان به داشتن الگویی آرام و لایه ای می باشد، در حالیکه در اعداد رینولدز بالا جریان به حالت آشفته در می‌آید.

عدد رینولدز به عنوان یک معیار برای تعیین نوع جریان استفاده می‌شود. جریان آرام به جریانی گفته می‌شود که در آن اعداد رینولدز پایین است و جریان آشفته به جریانی گفته می‌شود که در آن اعداد رینولدز بالا است.

عدد رینولدز در بسیاری از کاربردهای مکانیک سیالات، مانند طراحی کشتی‌ها، هواپیماها و توربین‌های بادی اهمیت دارد.

در اینجا چند مثال از کاربردهای عدد رینولدز آورده شده است:

• در طراحی کشتی‌ها، عدد رینولدز برای پیش‌بینی مقاومت در برابر حرکت کشتی استفاده می‌شود.
• در طراحی هواپیماها، عدد رینولدز برای پیش‌بینی ایجاد جریان‌های آشفته در اطراف بال‌ها و بدنه هواپیما استفاده می‌شود.
• در طراحی توربین‌های بادی، عدد رینولدز برای پیش‌بینی کارایی توربین استفاده می‌شود.

عدد رینولدز یک ابزار قدرتمند برای پیش‌بینی الگوی جریان است. با استفاده از این عدد می‌توان رفتار جریان‌های سیال را در شرایط مختلف پیش‌بینی کرد.

انواع جریان

به طور کلی جریان سیالات از نظر سرعت به سه دسته تقسیم می شوند:

۱. جریان آرام (laminar flow): این جریان دارای سرعتی کم و خرکتی ارام و یکنواخت میباشد. در این حالت عدد رینولدز کمتر از 2300 می باشد.

۲. جریان گذر (transition flow): حد فاصل بین سرعت ارام و نا ارام را جریان گذر می گویند. در این حالت عدد رینولدز بین 2300 تا 4000 می باشد.

۳. جریان ناآرام (turbulant flow): این جریان دارای سرعت زیاد و حرکت شبیه کرداب بوده و مطلاتم می باشد .در صورتی که عدد رینولدز بزرگتر از 4000 باشد جریان نا ارام است.

تاریخچه

نظریه استفاده از عدد بی‌بعد به‌منظور رصد کردن الگوی جریان، برای اولین بار توسط «جرج استوکس» (Sir George Stokes)، دانشمند ایرلندی ارائه شد. او در آزمایشی که می‌خواست نیروی درگ را حول یک کره اندازه‌گیری کند، به این نتیجه رسید که با استفاده از عددی بی‌بعد می‌توان الگوی جریان عبوری روی آن را تعیین کرد. او با استفاده از مطالعاتی که توسط «ناویر» (Navier) انجام شده بود و با اضافه کردن عبارت‌های مرتبط با نیروی ویسکوز، توانست به معادلاتی برسد که انقلابی در فیزیک کلاسیک محسوب می‌شود.

در سال ۱۸۸۳، رینولدز،‌ دانشمند ایرلندی عددی بی‌بعد را معرفی کرد که می‌توانست الگوی جریان را معلوم کند. او متوجه شد که این عدد به خواص استاتیکی و دینامیکی سیال، هم‌چون سرعت، چگالی، ویسکوزیته دینامیکی و … وابسته است. بنابراین آزمایشاتی را به‌منظور فهمیدن دقیق این رابطه انجام داد. برای این منظور سیستمی را مطابق با شکل زیر طراحی کرد. این سیستم به این صورت بود که لوله‌ای نازک که حاوی سیالی رنگی بود در یک لوله اصلی محتوی آب، قرار داده شد. سپس سیال رنگی درون آب به جریان در می‌آمد. بنابراین امکان دیدن حرکت سیال فرآهم می‌شد.

سخن پایانی

مجموعه رکسنس  ارائه دهنده ی انواع سنسور فشار، ترانسمیتر فشار، ترانسمیتر فشار ویکا، سنسور فشار مذاب، سنسور فشار اکسترودر، برای دریافت قیمت سنسور فشار و قیمت ترانسمیتر فشار می توانید با مشاورین مجموعه برای داشتن انتخابی بهتر در ارتباط باشید.