雷诺兹数字计算器

雷诺兹数是流体力学中的一个基本的无尺寸参数,它量化了流体中惯性力和粘性力之间的关系. 以1880年代普及其用途的奥斯本·雷诺兹(英语:Osborne Reynolds)命名,这个数字作为预测流量规律和行为的关键指标.

历史背景

这一概念由乔治·斯托克斯(George Stokes)于1851年首次提出,但正是奥斯本·雷诺兹(Osborne Reynolds)于1883年进行了开创性的实验,显示了其实际意义. 雷诺兹使用一种简单而有才智的仪器,用染色的水从玻璃管中流出,以可视化地呈现出从拉米纳尔向动荡流的过渡. 无尺寸数后来由阿诺德·索默费尔德于1908年以雷诺兹命名.

物质意义

雷诺兹数代表惯性力(能驱动流体运动)与粘性力(能抵抗运动)之比. 这种关系决定一个流量是否为:

• 拉米纳:在低的雷诺兹数中,粘力占据了主导地位,导致流出平稳有序地流动,流出地层在平行路径中相向而行.
• 过渡:在中间的雷诺兹数中,流动开始显示出平面和起伏特征之间的不稳定和振荡.
• 涡流:在高的雷诺兹数中,惯性力占据了主导地位,产生了混乱,不规则的流出模式与被 Eddies, vortices, 以及其他流出不稳定.

关键价值和应用

标记从拉米纳尔向动荡流过渡的临界雷诺斯数因流几何而异:

• 对于管子中的流量:过渡一般开始于Re QQ 2300
• 对于平板上的流动:在50万雷尔左右发生过渡
• 围绕一个球体的流量:在Re # # # # # # # 2×10周围发生过渡⁵

雷诺兹数字发现在科学和工程学的不同领域的应用:

• 土木工程:设计供水系统和污水网络
• 航空航天工程:分析飞机机翼和机体周围的气流
• 化学工程:设计反应堆和混合系统
• 生物医学工程:研究船只和人工器官中的血液流动
• 环境工程:模拟大气和海洋流动

Reynolds数字是用来预测不同流体流动情况下的流量规律的无量量.

要计算雷诺兹数,请遵循这些步骤:

1. 1
   确定流体密度( o)
2. 2
   测量流量速度( 五)
3. 3
   确定特征长度( L)
4. 4
   查找动态粘度( μ)
5. 5
   密度、速度和长度相乘,然后用粘度相除

雷诺兹数字有助于确定流量的类型:

• 内容< 2300: Laminar flow (smooth, orderly flow)
• 2300 欧元< 4000: Transitional flow
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