Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Fysik

Reynolds -nummer med hensyn til inertial kraft og viskøs kraft?

Reynolds -nummeret (RE) er en dimensionløs mængde, der repræsenterer forholdet mellem inertielle kræfter og viskøse kræfter i en væskestrøm. Sådan er det afledt:

inertial kraft:

* Inertial kraft er den kraft, der modstår ændringer i bevægelse.

* Det er proportionalt med massen af ​​væsken (ρV) og accelerationen af ​​væsken (A).

* Inertial kraft (FI) ≈ ρva

Viscous Force:

* Viskøs kraft er den kraft, der modstår den relative bevægelse af væskelag.

* Det er proportionalt med viskositeten af ​​væsken (μ), hastighedsgradienten (ΔV/ΔY) og overfladearealet (a) af væsken i kontakt.

* Viskøs kraft (FV) ≈ μ (ΔV/ΔY) a

Reynolds nummer:

Reynolds -nummeret er forholdet mellem inertial kraft og viskøs kraft:

Re =fi / fv

Erstatter udtrykkene med inertielle og viskøse kræfter:

Re ≈ (ρva) / [μ (ΔV / ΔY) a]

forenkling af udtrykket:

* hastighed: Vi kan erstatte (ΔV/ΔY) med den karakteristiske hastighed (V) af strømmen.

* Område: Området (a) annullerer, når man overvejer strømmen karakteristiske længde (l).

Dette giver os den mere almindelige form for Reynolds -nummeret:

re =(ρvl) / μ

hvor:

* ρ: Væskens tæthed

* v: Karakteristisk hastighed af væsken

* l: Karakteristisk længde af strømmen

* μ: Dynamisk viskositet af væsken

Betydning af Reynolds -nummer:

* Lav re: Når RE er lav, dominerer viskøse kræfter. Dette fører til laminær strømning, hvor væskepartikler bevæger sig i glatte, parallelle lag.

* Høj re: Når RE er høj, dominerer inertielle kræfter. Dette fører til turbulent strømning, kendetegnet ved kaotisk og uforudsigelig væskebevægelse.

Reynolds -nummeret er en afgørende parameter i væskemekanik, der hjælper os med at forstå arten af ​​flow og forudsige dens opførsel.

Varme artikler