Reynolds 数値計算機

Reynolds 番号は、流入流体における慣性力と粘性力の関係を定量化する流体力学の根本的な次元のないパラメーターです。 Osborne Reynolds が 1880 年代に使用を普及させた後、この番号はフローパターンや動作を予測するために重要な指標として機能します。

歴史背景

1851年にジョージ・ストークスが初めて導入されましたが、1883年に画期的な実験を実施したオスボーン・レイノルズは、実用的意義を実証しました。 Reynolds はガラス管を通って流れる染料で染められた水が付いている単純でけれども独創的な器具を使用して、laminar から turbulent の流れへの移行を視覚化しました。 1908年にアーノルド・ソマーフェルドのレノルドスにちなんで名付けられました。

物理的な意義

Reynolds 番号は、慣性力(流体運動を駆動する)の比率を粘性力(抵抗運動)に表しています。 この関係は、流れが起こるかどうかを判断します。

• ラマイナー:低い Reynolds の数字で、粘度力は dominate を、滑らかに終え、順方向に各々を平行パスで滑る流動層と流れます。
• 交通:中間の Reynolds の数字で, 流れは、ラマイナーと turbulent 特性間の不安定性と振動を表示し始めます.
• ターバント:高いReynoldsの数値では、慣性的な力がドミナートし、ケオティック、エディ、vorticesおよび他の流れのinstabilitiesの不規則な流れパターンを作成します。

重要な価値とアプリケーション

重要な Reynolds 数値は、ラマイナーから turbulent フローへの移行がフロージオメトリによって変化します。

• パイプのフロー: 移行は通常、Re ≈ 2300で始まります
• フラットプレート上の流れ: 移行はRe ≈ 500,000の周りに発生します
• 球のまわりの流れのため: 移動はRe ≈ 2×10のまわりで起こります⁵

Reynolds の数値は、科学と工学の多様な分野にわたってアプリケーションを見つけます。

• 土木工学:水分布システムの設計と下水ネットワーク
• 航空機工学:航空機の翼およびボディのまわりの気流を分析して下さい
• 化学工学:原子炉および混合システムの設計
• 生物医学工学:血管および人工的な臓器の血流を研究する
• 環境工学:大気および海洋の流れを模倣する

Reynolds 番号は、異なる流体の流れの状況でフローパターンを予測するために使用される無次元の数量です。

Reynolds の数値を計算するには、次の手順に従ってください。

1. 1
   流体密度の決定(ρ)
2. 2
   流れの速度を測定して下さい(v)
3. 3
   特性長さ(L)を決定
4. 4
   動的粘度(μ)
5. 5
   多重密度、速度および長さは、そして粘度によって分けます

Reynolds 番号は、フローの種類を決定するのに役立ちます。

• ログイン< 2300: Laminar flow (smooth, orderly flow)
• 2300の≤のRe< 4000: Transitional flow
• 再≥ 4000: タービン流れ(chaotic、不規則な流れ)