Hitung bilangan Reynolds.
Bilangan Reynolds memberi tahu Anda apakah aliran dalam pipa, saluran, atau di sekitar objek bersifat laminar, transisi, atau turbulen, dan ini adalah kelompok tak berdimensi terpenting dalam penentuan ukuran pipa, desain penukar panas, dan analisis kehilangan gesekan. Kalkulator ini menghitung Re dari kecepatan, panjang karakteristik, densitas, dan viskositas dinamis, lalu mengklasifikasikan rezim sehingga Anda dapat memilih korelasi faktor gesekan yang tepat.
Rumusnya adalah Re = ρ × v × D / μ di mana ρ adalah densitas fluida (kg/m³), v adalah kecepatan rata-rata (m/s), D adalah diameter hidrolik (m), dan μ adalah viskositas dinamis (Pa·s). Bentuk alternatif menggunakan viskositas kinematik ν: Re = v × D / ν. Untuk aliran pipa internal, ambang batas klasifikasi adalah Re < 2.300 laminar, 2.300 ≤ Re ≤ 4.000 transisi, Re > 4.000 turbulen. Pita transisi sensitif terhadap kondisi inlet, kekasaran pipa, dan getaran, sehingga perancang biasanya memperlakukan Re > 2.300 sebagai turbulen untuk estimasi kehilangan gesekan konservatif. Untuk saluran non-lingkaran gunakan diameter hidrolik D_h = 4 × A / P di mana A adalah luas penampang dan P adalah keliling basah. Bilangan Reynolds menentukan apakah korelasi Hagen–Poiseuille (laminar), Colebrook–White, atau Swamee–Jain (turbulen) berlaku untuk faktor gesekan dalam persamaan Darcy–Weisbach.
Seorang insinyur sistem hidrolik yang menentukan ukuran saluran hisap untuk oli ISO VG 46 pada 40 °C menghitung Re = 1.400 pada 1,5 m/s dalam bore 25 mm, mengonfirmasi rezim laminar, dan menerapkan rumus Hagen–Poiseuille untuk penurunan tekanan alih-alih korelasi turbulen.
Seorang insinyur proses yang mengalirkan air pendingin pada 3 m/s melalui tabung 19 mm menghitung Re = 57.000 (turbulen) dan memilih korelasi Nusselt Dittus–Boelter untuk koefisien transfer panas, yang hanya berlaku pada rezim turbulen.
Seorang perancang perpipaan menemukan Re = 3.200 pada saluran air dingin dan menandai desain untuk ditinjau karena faktor gesekan pada pita transisi tidak dapat diprediksi; meningkatkan kecepatan atau menambah diameter menggeser hasil dengan aman keluar dari transisi.
Aliran laminar bergerak dalam lapisan paralel yang mulus (Re < 2.300). Aliran turbulen memiliki pusaran dan pencampuran kacau (Re > 4.000). Sebagian besar aliran pipa industri bersifat turbulen karena kecepatan yang lebih tinggi.
Faktor gesekan bergantung pada rezim aliran. Pada aliran laminar, faktor gesekan f = 64/Re. Pada aliran turbulen, bergantung pada kekasaran dan Re melalui persamaan Colebrook. Menggunakan rezim yang salah dapat menghasilkan kesalahan penurunan tekanan 2-5×.
Untuk air pada 20 °C, μ ≈ 0,001 Pa·s. Untuk oli hidrolik, viskositas dilaporkan sebagai ISO VG (kinematik pada 40 °C) pada lembar data. Kalikan dengan densitas untuk mendapatkan viskositas dinamis.
Ya, rumus yang sama berlaku untuk aliran kompresibel hingga sekitar Mach 0,3. Di atas itu, efek kompresibilitas tambahan muncul dan Re saja tidak lagi cukup.