Reynolds-Zahlenformel
Die Reynolds-Zahl ist das Verhältnis von Trägheitskräften zu viskosen Kräften und ein geeigneter Parameter zur Vorhersage, ob ein Strömungszustand laminar oder turbulent sein wird . Es kann interpretiert werden, dass wenn die viskosen Kräfte dominieren (langsamer Fluss, niedrige Re), sie ausreichen, um alle Flüssigkeitsteilchen in einer Linie zu halten, der Fluss laminar ist. Selbst ein sehr niedriges Re zeigt eine viskose Kriechbewegung an, bei der Trägheitseffekte vernachlässigbar sind. Wenn die Trägheitskräfte die viskosen Kräfte dominieren (wenn das Fluid schneller fließt und Re größer ist), ist die Strömung turbulent.
Es ist eine dimensionslose Zahl, die sich aus den physikalischen Eigenschaften der Strömung zusammensetzt. Eine zunehmende Reynolds-Zahl zeigt eine zunehmende Strömungsturbulenz an.
Die Reynolds-Zahlenformel lautet:
wobei:
V die Strömungsgeschwindigkeit ist,
D eine charakteristische lineare Abmessung ist (zurückgelegte Länge des Fluids; hydraulischer Durchmesser usw.)
ρ Fluiddichte (kg / m 3 ),
μ dynamische Viskosität (Pa.s),
ν kinematische Viskosität ( m 2 / s); ν = μ / ρ.
Laminare vs. turbulente Strömung
Laminare Strömung:
- Re <2000
- “niedrige” Geschwindigkeit
- Flüssigkeitsteilchen bewegen sich in geraden Linien
- Wasserschichten fließen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten praktisch ohne Vermischung zwischen den Schichten übereinander.
- Das Strömungsgeschwindigkeitsprofil für laminare Strömung in kreisförmigen Rohren ist parabolisch geformt, mit einer maximalen Strömung in der Rohrmitte und einer minimalen Strömung an den Rohrwänden.
- Die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit beträgt ungefähr die Hälfte der Maximalgeschwindigkeit.
- Eine einfache mathematische Analyse ist möglich.
- Selten in der Praxis in Wassersystemen .
Turbulente Strömung:
- Re> 4000
- ‘hohe Geschwindigkeit
- Die Strömung ist durch die unregelmäßige Bewegung von Flüssigkeitsteilchen gekennzeichnet.
- Die durchschnittliche Bewegung erfolgt in Strömungsrichtung
- Das Strömungsgeschwindigkeitsprofil für turbulente Strömungen ist über den Mittelabschnitt eines Rohrs ziemlich flach und fällt extrem nahe an den Wänden schnell ab.
- Die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit entspricht ungefähr der Geschwindigkeit in der Rohrmitte.
- Die mathematische Analyse ist sehr schwierig.
- Häufigste Art der Strömung .
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