Gebruik het Reynolds-getal voor Pijpstroom om te bepalen of het laminaire stroming of turbulente stroming
Inleiding
voor pijpstroomtoepassingen is het vaak belangrijk om te kunnen bepalen of een gegeven stromingsconditie laminaire stroming of turbulente stroming is. Verschillende vergelijkingen of analysemethoden zijn vaak van toepassing op laminaire stroom en turbulente stroomomstandigheden.
de begrippen turbulente en laminaire stroming worden weergegeven in het diagram in de volgende sectie., Laminaire flow (ook wel streamline flow of viskeuze flow) optreedt voor lage Reynolds nummer, met relatief langzame stroomsnelheid en hoge viscositeit wordt gekenmerkt door alle van de vloeistof snelheid vectoren opgesteld in de richting van de stroom. Turbulente stroming daarentegen treedt op bij een hoog Reynolds-getal, met een relatief hoge stroomsnelheid en een lage viscositeit. Het heeft puntsnelheid vectoren in alle richtingen, hoewel de totale stroom is in één richting, langs de as van de pijp.
praktisch transport van water of lucht in een leiding of andere gesloten leiding is doorgaans turbulente stroming., Op dezelfde manier zal de leidingstroom van andere gassen of vloeistoffen met een viscositeit vergelijkbaar met water normaal worden vervoerd in leidingen onder turbulente stromingsomstandigheden. Laminaire stroming zal vaak aanwezig zijn met vloeistoffen met een hoge viscositeit, zoals smeeroliën.
het getal van Reynolds
het typische criterium om te bepalen of de leidingstroom laminair of turbulent is, is de waarde van het getal van Reynolds., Het Reynolds-getal voor de pijpstroom wordt gedefinieerd als Re = DVp/μ, waarbij D de pijpdiameter is, V De gemiddelde stromingssnelheid in de pijp, ρ de dichtheid van de stromende vloeistof en μ de dynamische viscositeit van de stromende vloeistof. Re is een dimensieloos getal. Elke consistente verzameling eenheden kan worden gebruikt voor D, V, ρ en μ, en zal resulteren in een dimensieloos getal van Reynolds. De algemeen aanvaarde criteria voor laminaire stroming en turbulente stroming in termen van Re zijn als volgt:
Voor Re < 2100 is het laminaire stroming.,
Voor Re > 4000 is het turbulente stroming.
voor 2100 < Re < 4000 ligt de stroom in het overgangsgebied.
Voor stroom in het overgangsgebied kan de stroom laminair of turbulent zijn, afhankelijk van de aard van de ingang van de leiding en de ruwheid van de buiswand.
niet-cirkelvormige leidingen-hydraulische straal
voorbeeldberekeningen
overweeg de leidingstroom van 1,2 cfs water bij 50oF door een buis met een diameter van 4″. Wat is het Reynolds nummer voor deze stroom?, Is het laminaire stroming of turbulente stroming?
oplossing: waarden voor de dichtheid en viscositeit van water bij 50oF zijn nodig. Dergelijke waarden zijn beschikbaar in de vloeistofmechanica of thermodynamica handboeken, handboeken en op het internet.
de voor dit probleem benodigde waarden zijn: ρ = 1,94 slakken/ft3 en μ = 2,73 x 10-5 lb-sec/ft2.
de stroomsnelheid, V, kan worden berekend uit V = Q / A = Q/(nD2 / 4) = 1,2 / = 1,34 ft / sec.
het vervangen van waarden in Re = DVp / μ geeft Re = (1/3)(1.34)(1.94)/2.73 x 10-5, of Re = 3,17 x 104.,
deze waarde van het getal Reynolds is groter dan 4000, dus dit is turbulente stroming.
deze post maakt deel uit van de reeks: Buisstroomberekeningen
buisstroomberekeningen omvatten het gebruik van het Reynolds-getal om te bepalen of de stroom laminaire stroom of turbulente stroom is. Wrijvingshoofd verlies kan worden gevonden met behulp van de Darcy Weisbach vergelijking en de wrijvingsfactor. De ingangslengte voor volledig ontwikkelde flow kan worden gevonden voor turbulente flow en voor laminaire flow.,
- Pipe Flow Berekeningen 1: de Ingang Lengte voor Volledig Ontwikkelde Flow
- Pipe Flow Berekeningen 2: Reynolds-Getal en Laminaire & Turbulente Stroming
- Pipe Flow Berekeningen 3: De Frictie Factor & Wrijving Hoofd Verlies
- Excel-Formules voor het Berekenen van de waterstroom Tarieven voor Verschillende Pijp Maten
- Pipe Flow/Hoofd Verlies/Frictie Factor Berekeningen met Excel-Werkblad Sjablonen