Använd Reynolds nummer för Rörflöde för att hitta om det är laminärt flöde eller Turbulent flöde
introduktion
för rörflödesapplikationer är det ofta viktigt att kunna avgöra om ett givet flödestillstånd är laminärt flöde eller turbulent flöde. Olika ekvationer eller analysmetoder gäller ofta laminärt flöde och turbulenta flödesförhållanden.
begreppen turbulent och laminärt flöde visas i diagrammet i nästa avsnitt., Laminärt flöde (även kallat strömlinjeflöde eller visköst flöde) uppträder för lågt Reynoldstal, med relativt långsam flödeshastighet och hög viskositet kännetecknas det av alla vätskehastighetsvektorer uppradade i flödesriktningen. Turbulent flöde, å andra sidan sker vid hög Reynolds antal, med relativt hög flödeshastighet och låg viskositet. Den har punkthastighetsvektorer i alla riktningar, även om det totala flödet är i en riktning längs rörets axel.
praktisk transport av vatten eller luft i ett rör eller annan sluten ledning är typiskt turbulent flöde., På samma sätt kommer rörflödet av andra gaser eller vätskor med viskositet liknande vatten normalt att transporteras i ledningar under turbulenta flödesförhållanden. Laminärt flöde kommer ofta att vara närvarande med vätskor med hög viskositet, såsom smörjoljor.
Reynolds-numret
det typiska kriteriet för huruvida rörflödet är laminärt eller turbulent är värdet på Reynolds-numret., Reynolds-numret för rörflöde definieras som re = DVp / μ, där D är rördiametern, V är den genomsnittliga flödeshastigheten i röret, ρ är densiteten hos den flytande vätskan och μ är den dynamiska viskositeten hos den flytande vätskan. Re är ett dimensionslöst nummer. Varje konsekvent uppsättning enheter kan användas för D, V, ρ Och μ, och kommer att resultera i Reynolds nummer är dimensionslös. De allmänt accepterade kriterierna för laminärt flöde och turbulent flöde i form av Re är följande:
För Re < 2100, det är laminärt flöde.,
För Re > 4000, det är turbulent flöde.
för 2100< Re< 4000 är flödet i övergångsregionen.
för flöde i övergångsområdet kan flödet vara antingen laminärt eller turbulent, beroende på vilken typ av ingång till röret och rörväggens grovhet.
icke-cirkulära ledningar – hydraulisk radie
Exempelberäkningar
överväga rörflöde av 1.2 cfs vatten vid 50oF genom en 4″ diameter rör. Vad är Reynolds-numret för detta flöde?, Är det laminärt flöde eller turbulent flöde?
lösning: värden för vattnets densitet och viskositet vid 50oF behövs. Sådana värden finns i vätskemekanik eller termodynamik läroböcker, handböcker och på internet.
de värden som behövs för detta problem är: ρ = 1,94 sniglar / ft3 och μ = 2,73 x 10-5 lb-sec / ft2.
flödeshastigheten, V, kan beräknas från V = Q/A = Q/(nD2/4) = 1,2/ = 1,34 ft/SEK.
att ersätta värden till Re = DVp/μ ger Re = (1/3)(1.34)(1.94)/2.73 x 10-5, eller Re = 3,17 x 104.,
detta värde av Reynolds nummer är större än 4000, så det här är turbulent flöde.
det här inlägget är en del av serien: Rörflödesberäkningar
rörflödesberäkningar inkluderar att använda Reynolds-nummer för att hitta om flödet är laminärt flöde eller turbulent flöde. Friktionshuvudförlust kan hittas med Darcy Weisbach ekvation och friktionsfaktorn. Ingångslängden för fullt utvecklat flöde kan hittas för turbulent flöde och för laminärt flöde.,
- Rörflödesberäkningar 1: Ingångslängden för fullt utvecklat flöde
- Rörflödesberäkningar 2: Reynolds-nummer och laminärt & Turbulent flöde
- Rörflödesberäkningar 3: friktionsfaktorn & Friktionshuvudförlust
- Excel-formler för att beräkna Vattenflödeshastigheter för olika rörstorlekar
- Rörflödesberäkningar flow/head loss/friction factor beräkningar med Excel kalkylblad mallar