تنسيق بدون بعد موثق
ورقة عمل رقم رينولدز المتحكم
احسب رقم رينولدز من السرعة والطول المميز واللزوجة المتوافقين. يتم فصل تنسيق الفحص التقليدي للأنبوب المستقيم الدائري عن الحساب العام ولا يتم تقديمه أبداً كحكم مؤكد لحالة الجريان.
سجل رقم رينولدز
رقم رينولدز العام
ν = μ / ρ
V هي السرعة الوسطى أو المرجعية المتوافقة بوحدة m/s؛ L هو الطول المميز المناسب بوحدة m؛ ρ هي الكثافة النوعية بوحدة kg/m³؛ μ هي اللزوجة الديناميكية الجزيئية بوحدة Pa·s؛ وν هي اللزوجة الحركية بوحدة m²/s. Re هو بدون بعد. التحقق من الأبعاد: (m/s)(m)/(m²/s)=1 و (kg/m³)(m/s)(m)/(kg/(m·s))=1.
مسار جريان الأنبوب الدائري الكامل
V̄ = Q/A = 4Q/(πD²)
Reد = V̄D/ν = 4Q/(πDν)
بالنسبة لهذا المسار، Q هو تدفق الحجم الفعلي في الحالة المقيمة، D هو القطر الداخلي الدائري، وV̄ هي السرعة الوسطى للجملة. لا يمكن استبدال تدفق الحجم القياسي/العادي للغاز دون تحويله إلى ظروف فعلية متوافقة. يحتاج الأنبوب غير الدائري إلى قطر مميز أو هيدروليكي يحدد بواسطة الطريقة المناسبة؛ هذه الورقة العمل لا تبتكر واحداً.
قابلية التطبيق
تستخدم العلاقة الأساسية لجريان الاستمرارية النيوتوني الأحادي الطور مع الخصائص المتوافقة. قد تتطلب السوائل غير النيوتونية رقم رينولدز معمم ونموذج لزوجة ظاهرية. يمكن أن يتغير الحالة وRe على طول القناة في الجريان القابل للانضغاط. تتطلب الجريان متعدد الطور، النادر، النابض، المنحني، الدوار أو القوي التطور التعريف والمكان المناسب للتقييم.
| تنسيق الورقة العمل | التفسير المسموح به | لم يتم إثباته من خلال هذا النتيجة |
|---|---|---|
| Re < 2300 | دون حد فحص الأنبوب الدائري المستقيم الشائع. | حالة طبقية مضمونة في كل منفذ، وطول، وإزعاج، ونبض، أو هندسة. |
| 2,300 ≤ Re ≤ 4,000 | في نطاق فحص الانتقال التقليدي؛ استخدم الارتباط/الاختبار المناسب. | منطقة انتقال ثابتة ذات نقاط نهاية ثابتة. |
| أكثر من 4,000 | فوق حد فحص الأنبوب المستقيم الدائري الشائع. | اضطرابات كاملة، واحتكاك مستقل عن الخشونة، وخلط، ونقل الحرارة أو تصميم آمن. |
تُظهر التجارب التاريخية والحديثة سبب أهمية الصياغة. فقد حسبت دراسة لـ Bureau of Standards قيمة تقارب Re=2010 لبداية الانتقال في بيانات Reynolds للأنابيب الطويلة، ووصفت صراحةً القيمة 2000 بأنها تقريبية، وأظهرت أنها لا تنطبق على الأنابيب القصيرة. كما تبيّن أعمال حديثة محكّمة في جريان الأنابيب أن نقطة الانتقال الطبيعية تعتمد على اضطرابات محدودة وعيوب تجريبية. لذلك تعرض ورقة العمل الإحداثيات فقط، دون تشخيص فيزيائي ثنائي (نعم/لا).
| الكمية | التحويل المستخدم |
|---|---|
| طول | 1 قدم = 0.3048 متر بدقة؛ 1 بوصة = 0.0254 متر بدقة |
| سرعة | 1 قدم/ثانية = 0.3048 م/ثانية بدقة؛ 1 ميل/ساعة = 0.44704 م/ثانية بدقة |
| تدفق الحجم | 1 م³/ساعة = 1/3600 م³/ثانية؛ 1 لتر/دقيقة = 1/60000 م³/ثانية؛ 1 غالون أمريكي = 0.003785411784 م³ بدقة |
| اللزوجة | 1 cSt = 1 مم²/ثانية = 10⁻⁶ م²/ثانية؛ 1 cP = 1 mPa·s = 10⁻³ Pa·s |
| كثافة الكتلة | 1 lb/ft³ = 0.45359237/0.3048³ = 16.01846337396014 كغ/م³ |
مصادر المعادلات العامة
الاشتقاق الرسمي لناسا جلين رقم رينولدز يعطي Re=ρVL/μ، ν=μ/ρ و Re=VL/ν ويحدد Re كغير متجهة. دراسة فنية لـ NIST/NBS حول تآكل الأنابيب تستخدم أيضًا قطر الأنبوب والسرعة المتوسطة في Re=ρVD/μ وتلاحظ أن اللزوجة والكثافة تعتمدان على درجة حرارة الماء.
التحقق العددي المنشور
الرسم البياني الرسمي لناسا مثال كرة القدم ينشر ρ=2.37×10⁻³ slug/ft³، V=40 ميل/ساعة، قطر 0.75 قدم و μ=3.61×10⁻⁷ slug/(ft·s)، ويرصد Re≈3.0×10⁵. الحساب الدقيق من تلك المدخلات التقريبية هو 288,864.2659، والذي يدور حول القيمة المنشورة ذات الرقم الواحد. يتحقق فقط من معادلة الطول المميز العامة؛ وليس له تسمية فحص الأنبوب الدائري بشكل متعمد.
دليل الانتقال
الورقة العامة لـ NIST/NBS تحديد اللزوجة المطلقة بواسطة مقياس اللزوجة قصير الأنبوب، ورقة تقنية 100 تسجل القيود التقريبية/الهندسية لقيمة نقدية. أفيلا وآخرون، بداية الاضطراب في تدفق الأنبوب، العلوم 333 (2011)أظهرت تجريبيًا طبيعة الاضطرابات والحياة الزمنية للاضطرابات المستمرة في الأنبوب. لا تبرر هذه المصادر عتبة ثنائية عالمية لكل تدفق.
حدود المعايير
ISO 80000-11:2019، النسخة الثانية, الكميات والوحدات—الجزء 11: الأرقام المميزة، تم نشرها وتأكيدها في 2025، ولها تعديل نشر 1:2025. لا يتم إعادة إنتاج أو ادعاء المدخل المرخص بدقة كمصدر لهذه التنفيذية: تحتاج إلى مصدر مرخص للتوافق على مستوى البند.
ISO 3448:1992، النسخة الثانية, سوائل التشحيم الصناعية—تصنيف اللزوجة ISO، تم نشرها وتأكيدها في 2023; تعديل فني 1:1993 تم نشره أيضًا. لم يتم نسخ جدول التصنيف ولا يتم استبدال رقم VG بدلًا من اللزوجة المقاسة.
NIST فصل SP 811 الفصل 8.8 يحدد Pa·s و m²/s كوحدات النظام الدولي لللزوجة الديناميكية والكينماتية ويوفر علاقات الستوك/بويس المستخدمة للتحويلات الصريحة.
| الإخراج أو المزاعم السابقة | مشكلة مؤكدة والتصحيح |
|---|---|
| طبقي تحت 2,300؛ انتقال 2,300–4,000؛ اضطراب فوق 4,000 كحالة نهائية | هذه هي إحداثيات فحص الأنبوب المستقيم الدائري التقليدية، وليس الفيزياء العالمية. كانت الهندسة والطول المميز والإزعاجات مفقودة. الآن يفحص الإخراج فقط سياق الأنبوب المؤكد ولا يصدر حالة مضمونة. |
| طول الدخول 0.06ReD أو 4.4Re1/6D لكل نتيجة | تحتاج الارتباطات الدخولية التجريبية إلى تحديد المنفذ والنظام والمقياس "مكتمل التطور". تم تطبيق التعبير الاضطرابي في جميع أنحاء الانتقال في الكود القديم. تم إزالة الإخراج بانتظار طريقة مراقبة منفصلة. |
| قيم ISO VG 32/46/68 المعاملة كإعدادات cSt دقيقة | تصنيف ISO هو تصنيف، وليس اللزوجة الدقيقة لمنتج عشوائي في حالته الفعلية. تم إزالة جميع الإعدادات وجداول الخصائص غير الموثقة. |
| يقلل لزوجة الزيت بنسبة 50% لكل 20 درجة مئوية؛ يكون تدفق الزيت الهيدروليكي دائمًا تقريبًا في حالة جريان طباقي | كانت كلتا الإعلانات تعميمات غير مدعومة. سلوك اللزوجة-درجة الحرارة يعتمد على المنتج ويعتمد Re لتدفق الزيت الهيدروليكي على السرعة والقطر واللزوجة. تم إزالة هذه الادعاءات. |
| السرعة الحرجة عند Re=2,300 بالضبط | أعطى هذا الدقة الزائفة لتنسيق تقليدي وألمح إلى انتقال عام واحد. تم إزالته. |
| تحويلات gpm/ft التقريبية، القيم الافتراضية، الحساب التلقائي، التحليل الجزئي والحالة المحفوظة في URL/محلي | يستخدم البديل ثوابت تعريف دقيقة، يبدأ فارغًا، يتطلب مصدرًا وتأكيدًا، يقوم بتحليل الأرقام الكاملة بشكل صارم، يحسب فقط عند الإرسال ويكتب النتائج باستخدام textContent. |
