عدد رینولدز چیست؟

عدد رینولدز نسبت بدون بعد نیروهای اینرسی به نیروهای ویسکوز است: Re = vD/ν. این عدد پیشبینی میکند که آیا جریان آرام خواهد بود یا خیر (<2300)، انتقالی (2300-4000)، یا آشفته (>4000).

چه چیزی جریان آرام در مقابل جریان آشفته را تعیین میکند؟

Re <2300: لایهای (صاف، منظم). Re 2300-4000: ناحیه انتقالی (ناپایدار). Re > ۴۰۰۰: آشفته (آشوبناک). این آستانهها برای جریان لوله اعمال میشوند.

ویسکوزیته سینماتیک چیست؟

ویسکوزیته سینماتیک ν = μ/ρ، با واحدهای m²/s یا cSt (1 cSt = 10⁻6 m²/s). آب در دمای 20 درجه سانتیگراد: ~1 cSt. روغن هیدرولیک ISO VG 46 در دمای 40 درجه سانتیگراد: ~46 cSt.

چرا عدد رینولدز مهم است؟

ضریب اصطکاک، ضریب انتقال حرارت و رفتار اختلاط را تعیین میکند. این برای تعیین اندازه لوله، انتخاب پمپ و محاسبات افت فشار بسیار مهم است.

طول ورودی هیدرودینامیکی چیست؟

طول ورودی، فاصله از ورودی لوله قبل از اینکه پروفیل جریان کاملاً توسعه یابد، است. جریان آرام: Le ≈ 0.06·Re·D. جریان آشفته: Le ≈ 4.4·Re^(1/6)·D.

ابزار مهندسی رایگان

ماشین حساب عدد رینولدز

محاسبه عدد رینولدز از روی سرعت یا دبی جریان. نشانگر بصری جریان آرام/گذار/آشفته. محاسبه طول ورودی و تنظیمات پیش‌فرض رایج سیال.

Re = vD/ν آرام / آشفته طول ورودی پیش تنظیمات سیال

حالت ورودی

سرعت جریان (m/s)

قطر داخلی لوله (میلی‌متر)

ویسکوزیته سینماتیک (cSt = میلی‌متر مربع بر ثانیه)

پیش تنظیمات سیال

نتایج

عدد رینولدز

—

رژیم جریان

—

سرعت جریان

—

سرعت بحرانی (Re=2300)

—

طول ورودی Le

—

طول/قطر ورودی

—

لمینار2300گذار4000آشفته

تجسم رژیم جریان

عدد رینولدز

عدد رینولدز نسبت نیروهای اینرسی به نیروهای ویسکوزیته در یک سیال در حال جریان است:

وی — سرعت جریان (متر بر ثانیه)
D — قطر داخلی لوله (متر)
ν — ویسکوزیته سینماتیک (m²/s)؛ 1 cSt = 10⁻⁶ m²/s
ρ — چگالی سیال (کیلوگرم بر متر مکعب)
μ — ویسکوزیته دینامیکی (Pa·s)

آستانه‌های رژیم جریان

محدوده رینولدز	رژیم	ویژگی‌ها
Re < 2,300	لمینار	لایه‌های صاف و منظم؛ ضریب اصطکاک f = 64/Re؛ قابل پیش‌بینی
۲۳۰۰ تا ۴۰۰۰	گذار	ناپایدار؛ تلاطم متناوب؛ از طراحی در اینجا خودداری کنید
Re > 4,000	آشفته	آشوبناک؛ اصطکاک بالاتر؛ برای f از کولبروک-وایت استفاده کنید

طول ورودی هیدرودینامیکی

فاصله از ورودی لوله تا زمانی که پروفیل سرعت کاملاً توسعه یافته شود:

ویسکوزیته‌های رایج سیالات

مایع	دما	ν (cSt)	ρ (کیلوگرم بر متر مکعب)
آب	20°C	1.004	998
آب	۴۰ درجه سانتی‌گراد	0.658	992
آب	۸۰ درجه سانتی‌گراد	0.365	972
روغن هیدرولیک ISO VG 32	۴۰ درجه سانتی‌گراد	32	870
روغن هیدرولیک ISO VG 46	۴۰ درجه سانتی‌گراد	46	870
روغن هیدرولیک ISO VG 68	۴۰ درجه سانتی‌گراد	68	880
هوا	۲۰ درجه سانتیگراد، ۱ اتمسفر	15.6	1.204
روغن موتور SAE 30	۴۰ درجه سانتی‌گراد	100	880

مثال عملی

مثال - سیستم هیدرولیک

با توجه به: v = 2 متر بر ثانیه، D = 25 میلی‌متر، روغن ISO VG 32 در دمای 40 درجه سانتیگراد (ν = 32 سانتی‌استوک)

Re = 2 × 0.025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,563

رژیم: لمینار (Re < 2300)

طول ورودی: Le = 0.06 × 1563 × 0.025 = 2.34 m

سرعت بحرانی برای Re = 2300: v_crit = 2300 × 32 × 10⁻⁶ / 0.025 = 2.94 m/s

💡 نکته: در سیستم‌های هیدرولیک با روغن (ν = 30–100 cSt)، جریان تقریباً همیشه آرام است، زیرا ویسکوزیته بالا است. در سیستم‌های آبی، جریان معمولاً آشفته است زیرا ν ≈ 1 cSt.