Bereken het Reynolds getal.
Het getal van Reynolds geeft aan of de stroming in een buis, kanaal of rond een object laminair, overgangs- of turbulent is, en het is de belangrijkste dimensieloze grootheid bij buisdimensionering, warmtewisselaarontwerp en wrijvingsverliesanalyse. Deze rekentool berekent Re op basis van snelheid, karakteristieke lengte, dichtheid en dynamische viscositeit, en classificeert het regime zodat u de juiste wrijvingsfactorcorrelatie kunt toepassen.
De formule is Re = ρ × v × D / μ, waarbij ρ de vloeistofdichtheid (kg/m³), v de gemiddelde snelheid (m/s), D de hydraulische diameter (m) en μ de dynamische viscositeit (Pa·s) zijn. Een alternatieve vorm gebruikt de kinematische viscositeit ν: Re = v × D / ν. Voor interne buisstroming zijn de classificatiegrenzen: Re < 2.300 laminair, 2.300 ≤ Re ≤ 4.000 overgangsgebied, Re > 4.000 turbulent. Het overgangsgebied is gevoelig voor inlaatcondities, buisruwheid en trillingen, zodat ontwerpers Re > 2.300 doorgaans als turbulent behandelen voor conservatieve wrijvingsverliezen. Voor niet-cirkelvormige kanalen gebruikt u de hydraulische diameter D_h = 4 × A / P, waarbij A de doorstroomoppervlak en P de natte omtrek zijn. Het getal van Reynolds bepaalt of de Hagen–Poiseuille- (laminair), Colebrook–White- of Swamee–Jain-correlatie (turbulent) van toepassing is voor de wrijvingsfactor in de Darcy–Weisbach-vergelijking.
Een hydraulisch systeemingenieur die een aanzuigleiding voor ISO VG 46 olie bij 40 °C dimensioneert, berekent Re = 1.400 bij 1,5 m/s in een boring van 25 mm, bevestigt het laminaire regime en past de Hagen–Poiseuille-formule toe voor de drukvalberekening in plaats van de turbulente correlatie.
Een procesingenieur die koelwater bij 3 m/s door 19 mm buizen leidt, berekent Re = 57.000 (turbulent) en selecteert de Dittus–Boelter Nusselt-correlatie voor de warmteoverdrachtcoëfficiënt, die alleen geldig is in het turbulente regime.
Een leidingontwerper vindt Re = 3.200 in een gekoeld-water-leiding en markeert het ontwerp voor beoordeling, omdat de wrijvingsfactor in het overgangsgebied onvoorspelbaar is. Verhoging van de snelheid of vergroting van de diameter verschuift het resultaat veilig buiten het overgangsgebied.
Laminaire stroming beweegt in vloeiende parallelle lagen (Re < 2.300). Turbulente stroming heeft chaotische wervels en menging (Re > 4.000). De meeste industriële buisstroming is turbulent vanwege de hogere betrokken snelheden.
De wrijvingsfactor hangt af van het stromingsregime. Bij laminaire stroming is f = 64/Re. Bij turbulente stroming hangt f af van ruwheid en Re via de Colebrook-vergelijking. Het gebruik van het verkeerde regime kan drukvalfouten van 2–5× opleveren.
Voor water bij 20 °C geldt μ ≈ 0,001 Pa·s. Voor hydraulische oliën wordt de viscositeit opgegeven als ISO VG (kinematisch bij 40 °C) op het datasheet. Vermenigvuldig met de dichtheid om de dynamische viscositeit te verkrijgen.
Ja, dezelfde formule werkt voor samendrukbare stroming tot ruwweg Mach 0,3. Daarboven spelen extra samendrukbaarheidseffecten een rol en is Re alleen niet meer toereikend.