Определение числа Рейнольдса (Re) и режима течения жидкости

Число Рейнольдса — безразмерная величина, характеризующая отношение инерционных сил к силам вязкого трения в вязких жидкостях и газах. Число Рейнольдса также является критерием подобия течения вязкой жидкости.

Число Рейнольдса обозначается в физике и инженерных расчетах — Re, определяется по следующим формулам:

Re=ρ×u×D/ƞ = u×D/ν = Q×D/(ν×A)

где:

ρ — плотность среды, кг/м3;

u — характерная скорость, м/с;

D — внутренний диаметр трубопровода, м;

ƞ — динамическая вязкость среды, Па·с;

ν — кинематическая вязкость среды, м2/с;

Q — расход для жидкости, м3/ч;

A — площадь сечения трубы, м2;

Число Рейнольдса применяется при гидравлических расчетах трубопроводных систем и служит для определения режима течения жидкости в трубопроводной системе.

Выделяют три режима течения жидкости:

Критическое число Рейнольдса Reкр, определяет переход от ламинарного течения к турбулентному. При Re < Reкр течение происходит в ламинарном режиме, при Re > Reкр возможно возникновение турбулентности.

При значениях Re выше критического и до определённого предела наблюдается переходной (смешанный) режим течения жидкости, когда турбулентное течение более вероятно, но ламинарное в некоторых конкретных случаях тоже наблюдается, так называемая неустойчивая турбулентность. Для труб круглого сечения переходному режиму соответствует диапазон чисел Рейнольдса 2300 – 10000.

В таблице ниже представлены значения критического значения числа Рейнольдса для различных элементов трубопроводной системы.

Элемент трубопроводной системы Reкр
Труба круглого сечения (гладкая) 2300
Гибкий рукав или шланг 1600
Шаровые краны 550 - 750
Плоские и конусные клапаны 20 - 100
Фильтр сетчатый 460
Характеристика течения жидкости в трубопроводе
Схематичное изображение Характеристика течения Число Рейнольдса (для гладких труб круглого сечения)
Ламинарное течение — течение, при котором жидкость перемещаются слоями без перемешивания и пульсаций, то есть без беспорядочных быстрых изменений скорости и давления.Re < 2300
Турбулентный поток — поток, при котором молекулярные слои совершают неупорядоченные движения по сложным траекториям, что приводит к интенсивному перемещению и значительным потерям энергии на внутреннее трение.

10000 > Re > 2300 - неустойчивый турбулентный (переходный);

Re > 10000 - турбулентный

Важно! Ниже приведен калькулятор для определения числа Рейнольдса и характеристики потока для гладких труб круглого сечения.

Исходные данные для расчета Re
× 10-6
Результаты расчета
Расчетное значение числа Рейнольдса Re=
Характер потока:
Расчетная скорость потока в трубе: м/с