Employez le nombre de Reynolds pour L’écoulement de tuyau pour trouver s’il S’agit D’écoulement laminaire ou D’écoulement Turbulent
Introduction
pour des applications d’écoulement de tuyau, il est souvent important de pouvoir déterminer si une condition donnée d’écoulement est écoulement laminaire ou écoulement turbulent. Différentes équations ou méthodes d’analyse s’appliquent souvent aux conditions d’écoulement laminaire et d’écoulement turbulent.
Les concepts d’écoulement turbulent et laminaire sont présentés dans le diagramme de la section suivante., L’écoulement laminaire (également appelé écoulement aérodynamique ou écoulement visqueux) se produit pour un faible nombre de Reynolds, avec une vitesse d’écoulement relativement lente et une viscosité élevée, il est caractérisé par tous les vecteurs de vitesse du fluide alignés dans le sens de l’écoulement. L’écoulement Turbulent, d’autre part, se produit à un nombre de Reynolds élevé, avec une vitesse d’écoulement relativement élevée et une faible viscosité. Il a des vecteurs de vitesse ponctuelle dans toutes les directions, bien que le flux global soit dans une direction, le long de l’axe du tuyau.
le transport pratique de l’eau ou de l’air dans un tuyau ou un autre conduit fermé est généralement un écoulement turbulent., De même, le flux de tuyaux d’autres gaz ou liquides ayant une viscosité similaire à celle de l’eau sera normalement transporté dans des conduits dans des conditions d’écoulement turbulent. L’écoulement laminaire sera souvent présent avec des liquides de grande viscosité, tels que des huiles lubrifiantes.
le nombre de Reynolds
Le critère typique pour savoir si l’écoulement de la conduite est laminaire ou turbulent est la valeur du nombre de Reynolds., Le nombre de Reynolds pour l’écoulement du tuyau est défini comme Re = DVp / μ, Où D est le diamètre du tuyau, V est la vitesse d’écoulement moyenne dans le tuyau, ρ est la densité du fluide en écoulement et μ est la viscosité dynamique du fluide en écoulement. Re est un nombre sans dimension. Tout ensemble cohérent d’unités peut être utilisé pour D, V, ρ Et μ, et aura pour résultat que le nombre de Reynolds est sans dimension. Les critères généralement acceptés pour l’écoulement laminaire et l’écoulement turbulent en termes de Re sont les suivants:
Pour Re < 2100, c’est l’écoulement laminaire.,
Pour Re> 4000, il s’agit d’un flux turbulent.
Pour 2100 < Re < 4000, le débit est dans la région de transition.
Pour l’écoulement dans la région de transition, le débit peut être laminaire ou turbulent, selon la nature de l’entrée du tuyau et la paroi de la canalisation de la rugosité.
Conduits non circulaires-rayon hydraulique
exemples de calculs
considérez le débit de 1,2 cfs d’eau à 50oF à travers un tuyau de 4” de diamètre. Quel est le nombre de Reynolds pour ce flux?, S’agit-il d’un écoulement laminaire ou d’un écoulement turbulent?
Solution: des valeurs pour la densité et la viscosité de l’eau à 50oF sont nécessaires. Ces valeurs sont disponibles dans les manuels de mécanique des fluides ou de thermodynamique, les manuels et sur internet.
Les valeurs requises pour ce problème Sont: ρ = 1,94 limaces/pi3 et μ = 2,73 x 10-5 lb-sec/pi2.
La vitesse d’écoulement, V, peut être calculée à partir de V = Q/A = Q/(nD2/4) = 1.2/ = 1.34 m/sec.
en Substituant les valeurs dans Re = DVp/μ donne Re = (1/3)(1.34)(1.94)/2.73 x 10-5, ou Re = 3,17 x 104.,
Cette valeur du nombre de Reynolds est supérieure à 4000, il s’agit donc d’un écoulement turbulent.
cet article fait partie de la série: calculs de débit de tuyau
Les calculs de débit de tuyau incluent l’utilisation du nombre de Reynolds pour déterminer si le débit est un écoulement laminaire ou un écoulement turbulent. La perte de charge par frottement peut être trouvée en utilisant L’équation de Darcy Weisbach et le facteur de frottement. La longueur d’entrée pour l’écoulement complètement développé peut être trouvée pour l’écoulement turbulent et pour l’écoulement laminaire.,
- calculs de débit de tuyau 1: La longueur D’Entrée pour un débit entièrement développé
- calculs de débit de tuyau 2: Nombre de Reynolds et laminaire& débit Turbulent
- calculs de débit de tuyau 3: Le Facteur de frottement& perte de>
- calculs de débit de tuyau/perte de charge/Facteur de frottement avec des modèles de feuille de calcul Excel