Reynoldsov broj

Reynoldsov broj (oznaka Re) je bezdimenzijska značajka koja služi kao kriterij prema kojemu se može utvrditi hoće li u danim okolnostima nastupiti laminarno ili turbulentno strujanje fluida. Općenito je:

Reynoldsove zabilješke o trenutku prelaska iz laminarnog u turbulentno strujanje fluida.
Turbulentno strujanje na krilu zrakoplova.
[1]

gdje je:

  • - najveća[2] brzina strujanja fluida (SI mjerna jedinica: m/s);
  • - odabrana duljina, na primjer duljina cijevi, srednja duljina tetive krila zrakoplova i slično (m);
  • - dinamička viskoznost fluida (Pa·s ili N·s/m² ili kg/(m·s));
  • - kinematička viskoznost fluida () (m²/s);
  • - gustoća fluida (kg/m³).

Uz Machov i Prandtlov broj, Reynoldsov je broj glavni kriterij ponašanja fluida u aerodinamici i hidrodinamici (mehanika fluida).[3]

Brzina kod koje nastaje turbulentno strujanje zove se kritična brzina. Osborne Reynolds je pokusima utvrdio da prijelaz iz laminarnog u turbulentno strujanje ovisi o brzini tekućine i o njezinoj viskoznosti. Isto je tako pokusima ustanovljeno da je za vrijednost Reynoldsovog broja manjeg od 2 320 strujanje kroz glatku cijev laminarno, a za vrijednost Reynoldsovog broja većeg od 2 320 strujanje kroz glatku cijev je turbulentno. Postoje ekstremni slučajevi, npr. kod tanke glatke kapilare laminarno strujanje je još uvijek pri Re = 50 000, dok primjerice kod izrazito hrapave površine turbulentno strujanje nastupa pri Re < 2 320. Poznavanje Reynoldsovog broja vrlo je važno kod proračuna cijevi jer prilikom turbulentnog strujanja može nastati njihovo pucanje.[4]

Strujanje

uredi

Strujanje je gibanje tekućine ili plina (fluida). Prema putanji strujanja razlikuje se laminarno i turbulentno strujanje. Kod laminarnoga strujanja sve čestice u istom sloju fluida imaju istu brzinu, to jest svi slojevi fluida gibaju se paralelno i fluid se nužno giba sporo. Kada brzina poraste, slojevi se miješaju i strujanje postaje turbulentno. Prema promjenljivosti brzine razlikuje se: stacionarno strujanje, kod kojega je količina tvari koja prođe kroz svaki presjek konstantna, i nestacionarno strujanje, kod kojega se ta količina mijenja. Ovisno o tome stvaraju li se pri strujanju vrtlozi; razlikuje se vrtložno i potencijalno strujanje. Strujanje je vrtložno ako se stvaraju vrtlozi, a ako se vrtlozi ne stvaraju, brzina strujanja može se prikazati s pomoću takozvane potencijalne funkcije pa se takvo strujanje naziva potencijalno.

Prijenos topline strujanjem je konvekcija.[5]

Izvori

uredi
  1. Reynolds Number. Inačica izvorne stranice arhivirana 4. ožujka 2016. Pristupljeno 12. ožujka 2016.
  2. Bird R.B., Stewart W.E., Lightfoot E.N. Transport phenomena
  3. Reynolds, Osborne, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
  4. Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.
  5. strujanje, [2] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.