Tính số Reynolds.
Số Reynolds cho biết dòng chảy trong ống, kênh hoặc xung quanh vật thể là tầng, chuyển tiếp hay rối, và đây là nhóm không thứ nguyên quan trọng nhất trong tính toán kích thước ống, thiết kế bộ trao đổi nhiệt và phân tích tổn thất ma sát. Máy tính này tính Re từ vận tốc, kích thước đặc trưng, khối lượng riêng và độ nhớt động lực, sau đó phân loại chế độ dòng chảy để bạn chọn hệ số ma sát phù hợp.
Công thức là Re = ρ × v × D / μ trong đó ρ là khối lượng riêng chất lỏng (kg/m³), v là vận tốc trung bình (m/s), D là đường kính thủy lực (m), và μ là độ nhớt động lực (Pa·s). Dạng thay thế dùng độ nhớt động học ν: Re = v × D / ν. Đối với dòng chảy trong ống, ngưỡng phân loại: Re < 2.300 tầng, 2.300 ≤ Re ≤ 4.000 chuyển tiếp, Re > 4.000 rối. Dải chuyển tiếp nhạy cảm với điều kiện đầu vào, độ nhám ống và rung động, nên kỹ sư thường xử lý Re > 2.300 là rối để ước tính tổn thất ma sát thiên an toàn. Với tiết diện không tròn dùng đường kính thủy lực D_h = 4 × A / P trong đó A là diện tích mặt cắt và P là chu vi ướt. Số Reynolds xác định việc áp dụng hệ số ma sát theo Hagen–Poiseuille (tầng), Colebrook–White hoặc Swamee–Jain (rối) trong phương trình Darcy–Weisbach.
Kỹ sư hệ thống thủy lực chọn kích thước đường hút cho dầu ISO VG 46 ở 40 °C tính Re = 1.400 tại 1,5 m/s trong ống 25 mm, xác nhận chế độ tầng và áp dụng công thức Hagen–Poiseuille cho tổn thất áp suất thay vì hệ thức rối.
Kỹ sư công nghệ chạy nước làm mát ở 3 m/s qua ống 19 mm tính Re = 57.000 (rối) và chọn hệ số Nusselt theo Dittus–Boelter cho hệ số truyền nhiệt, chỉ có giá trị trong chế độ rối.
Kỹ sư thiết kế đường ống tính Re = 3.200 trên đường nước lạnh và gắn cờ thiết kế để xem xét vì hệ số ma sát trong dải chuyển tiếp không ổn định; tăng vận tốc hoặc tăng đường kính để đưa kết quả ra khỏi vùng chuyển tiếp một cách an toàn.
Dòng tầng chuyển động thành các lớp song song êm ái (Re < 2.300). Dòng rối có xoáy hỗn loạn và trộn lẫn (Re > 4.000). Hầu hết dòng chảy trong ống công nghiệp là rối do vận tốc cao hơn.
Hệ số ma sát phụ thuộc vào chế độ dòng chảy. Trong chế độ tầng, hệ số ma sát f = 64/Re. Trong chế độ rối, phụ thuộc vào độ nhám và Re theo phương trình Colebrook. Dùng sai chế độ có thể gây sai số tổn thất áp suất 2–5 lần.
Với nước ở 20 °C, μ ≈ 0,001 Pa·s. Với dầu thủy lực, độ nhớt được công bố là ISO VG (động học ở 40 °C) trên bảng dữ liệu kỹ thuật. Nhân với khối lượng riêng để ra độ nhớt động lực.
Có, công thức tương tự áp dụng cho dòng chảy nén được đến khoảng Mach 0,3. Trên mức đó, ảnh hưởng nén thêm xuất hiện và Re một mình không còn đủ để mô tả dòng chảy.