Použít Reynoldsovo Číslo pro Proudění v Potrubí, aby zjistit, Zda je Laminární nebo Turbulentní Proudění
Úvod
Pro proudění v potrubí aplikací, to je často důležité, aby bylo možné určit, zda je daný tok podmínkou je laminární nebo turbulentní proudění. Různé rovnice nebo metody analýzy se často vztahují na laminární proudění a turbulentní proudění.
pojmy turbulentního a laminárního toku jsou uvedeny na obrázku v další části., Laminární proudění (také volal zefektivnit tok nebo viskózního toku) nastává pro nízká Reynoldsova čísla, s poměrně pomalou rychlostí průtoku a vysoká viskozita je charakterizována tím, všechny kapaliny vektorů rychlosti postavili ve směru toku. Turbulentní tok se naopak vyskytuje při vysokém Reynoldsově čísle s relativně vysokou rychlostí proudění a nízkou viskozitou. Má bodové vektory rychlosti ve všech směrech, i když celkový průtok je v jednom směru, podél osy potrubí.
praktický transport vody nebo vzduchu v potrubí nebo jiném uzavřeném potrubí je typicky turbulentní průtok., Podobně bude proud potrubí jiných plynů nebo kapalin s viskozitou podobnou vodě normálně přepravován v potrubích za turbulentních podmínek průtoku. Laminární tok bude často přítomen s kapalinami s vysokou viskozitou, jako jsou mazací oleje.
Reynoldsovo číslo
typickým kritériem pro to, zda je průtok potrubí laminární nebo turbulentní, je hodnota Reynoldsova čísla., Reynoldsovo číslo pro proudění v potrubí je definováno jako Re = DVp/μ, kde D je průměr potrubí, V je průměrná rychlost proudění v potrubí, ρ je hustota proudící tekutiny a μ je dynamická viskozita proudící tekutiny. Re je bezrozměrné číslo. Každá konzistentní sada jednotek může být použita pro D, v, ρ a μ a bude mít za následek, že Reynoldsovo číslo bude bezrozměrné. Obecně uznávaných kritérií pro laminární proudění a turbulentní proudění z hlediska Re jsou následující:
Pro Re < 2100, to je laminární proudění.,
Pro Re > 4000 je to turbulentní tok.
pro 2100 <Re < 4000, tok je v přechodové oblasti.
pro průtok v přechodové oblasti může být průtok buď laminární nebo turbulentní, v závislosti na povaze vstupu do potrubí a drsnosti stěny potrubí.
Non-kruhové Potrubí – Hydraulický Poloměr.
Příklad Výpočtů
Zvážit potrubí průtok 1,2 cfs vody na 50oF přes 4″, průměr potrubí. Jaké je Reynoldsovo číslo pro tento tok?, Je to laminární tok nebo turbulentní tok?
roztok: hodnoty hustoty a viskozity vody při 50oF jsou potřebné. Tyto hodnoty jsou k dispozici v učebnicích mechaniky tekutin nebo termodynamiky, příručkách a na internetu.
hodnoty potřebné pro tento problém jsou: ρ = 1,94 slimáků / ft3 a μ = 2,73 x 10-5 lb-sec / ft2.
rychlost proudění, V, může být vypočtena ze vztahu V = Q/A = Q/(nD2/4) = 1.2/ = 1.34 m/sec.
Dosazení hodnot do Re = DVp/μ dává Znovu = (1/3)(1.34)(1.94)/2.73 x 10-5, nebo Re = 3.17 x 104.,
tato hodnota Reynoldsova čísla je větší než 4000, takže se jedná o turbulentní tok.
tento příspěvek je součástí série: výpočty průtoku potrubí
výpočty průtoku potrubí zahrnují použití čísla Reynolds, aby se zjistilo,zda je průtok laminární nebo turbulentní. Třecí ztráta hlavy lze nalézt pomocí Darcy Weisbachovy rovnice a třecího faktoru. Vstupní délka Pro plně rozvinutý tok je určena pro turbulentní proudění a pro laminární proudění.,
- Potrubí Výpočty Proudění 1: Vstup Délka pro Plně Rozvinuté Flow
- Výpočty Proudění v Potrubí 2: Reynoldsovo Číslo a Laminární & Turbulentní Proudění
- Výpočty Proudění v Potrubí 3: Koeficient Tření & Třecí tlakové Ztráty
- aplikace Excel Vzorce pro Výpočet Průtok Vody pro Různé Velikosti Trubek
- Proudění v Potrubí/tlaková Ztráta/Součinitel Tření Výpočty s Excel Šablony