מספר ריינולדס, הסבר מלא

הטמעת המחשבון

חופשי לשימוש באתר קורס, בבלוג או בעמוד של כיתה. מדביקים את הקוד הזה במקום שבו רוצים אותו.

<iframe src="https://carnot.taueng.com/embed/he/reynolds-number" width="100%" height="560" style="border:0" loading="lazy" title="CARNOT calculator"></iframe>
<p>מחשבון של <a href="https://carnot.taueng.com/learn/reynolds-number">CARNOT</a></p>

מה הוא מודד

האינרציה משאירה חלקיק זורם בכיוון שבו הוא נע. הצמיגות מחליקה את ההבדלים בין חלקיקים שכנים. כשהצמיגות מנצחת, ב־Re נמוך, הזרימה למינרית: שכבות מסודרות שמחליקות זו על זו. כשהאינרציה מנצחת, הפרעות קטנות גדלות, הזרימה הופכת לטורבולנטית, והערבוב, הגרר ומעבר החום עולים כולם.

μ היא הצמיגות הדינמית ביחידות Pa·s, ו־ν שווה μ/ρ היא הצמיגות הקינמטית ביחידות m²/s. משתמשים במה שהטבלה נותנת, עם הצורה המתאימה של המשוואה.

האורך האופייני

L הוא לא גודל אחד לכל המקרים. בצינור זה הקוטר. על לוח שטוח זה המרחק משפת ההתקפה. בכנף זה המיתר, ומסביב לגליל זה הקוטר. ערכי הסף שלמטה נכונים רק עם האורך שלפיו הוגדרו.

בצינור, הזרימה למינרית באופן אמין מתחת לכ־2,300 וטורבולנטית לגמרי מעל כ־4,000, עם תחום מעבר ביניהם. על לוח שטוח שכבת הגבול הופכת בדרך כלל לטורבולנטית סביב 5 כפול 10 בחזקת 5. אלה ערכים אופייניים, לא חוקים: כניסה חלקה ושקטה במיוחד יכולה להישאר למינרית הרבה יותר זמן.

למה הוא בכל מקום

שתי זרימות דומות גאומטרית עם אותו מספר ריינולדס מתנהגות אותו דבר. זה דמיון דינמי, וזו הסיבה שמודל מוקטן במנהרת רוח מלמד משהו על המכונית בגודל מלא. זו גם הסיבה שמקדמי חיכוך, מקדמי גרר וקורלציות של מעבר חום משורטטים כולם מול Re.

דוגמה עם מספרים

למים ב־20 מעלות צלזיוס ν בערך 10 בחזקת מינוס 6 m²/s. בצינור של 20 מ״מ ובמהירות של מטר לשנייה, Re שווה 1 כפול 0.02 חלקי 10 בחזקת מינוס 6, כלומר 20,000. זה עמוק בתחום הטורבולנטי, וזה המצב הרגיל בצנרת ביתית. כדי לשמור על זרימה למינרית צריך להאט לכ־0.1 מטר לשנייה.

טעויות נפוצות

• לבחור אורך אופייני לא נכון, למשל את אורך הצינור במקום את הקוטר שלו.
• לבלבל בין צמיגות דינמית לקינמטית, מה שמזיז את Re בפקטור של הצפיפות, פי אלף במים.
• להתייחס ל־2,300 כמתג חד. המעבר תלוי בכניסה, בחספוס הדופן ובהפרעות.