مختصه بدون بعد ثبتشده
ورکشیت عدد رینولدز کنترلشده
عدد رینولدز را از سرعت، طول مشخصه و ویسکوزیته سازگار محاسبه کنید. مختصه صفحهای استاندارد لوله مستقیم دایرهای از محاسبه کلی جدا شده و هرگز به عنوان حکم قطعی وضعیت جریان ارائه نمیشود.
ثبت عدد رینولدز
عدد رینولدز کلی
ν = μ / ρ
V سرعت متوسط یا مرجع سازگار در m/s است؛ L طول مشخصه مناسب در m است؛ ρ چگالی جرم در kg/m³ است؛ μ ویسکوزیته دینامیکی مولکولی در Pa·s است؛ و ν ویسکوزیته کینماتیک در m²/s است. Re بدون بعد است. بررسیهای بعدی: (m/s)(m)/(m²/s)=1 و (kg/m³)(m/s)(m)/(kg/(m·s))=1.
مسیر جریان لوله کامل دایرهای
V̄ = Q/A = 4Q/(πD²)
ReD = V̄D/ν = 4Q/(πDν)
برای این مسیر، Q جریان حجمی واقعی در وضعیت ارزیابی شده، D قطر داخلی دایرهای و V̄ سرعت متوسط کل است. جریان حجمی گاز استاندارد/نرمال بدون تبدیل به شرایط واقعی سازگار قابل جایگزینی نیست. برای دوک دایرهای نبوده، قطر مشخصه یا هیدرولیکی باید توسط روش مناسب تعریف شود؛ این ورکشیت یکی را اختراع نمیکند.
کاربردپذیری
رابطه اساسی برای جریان پیوسته نیوتنی یکفاز با خاصیتهای سازگار استفاده میشود. مایعات غیرنیوتنی ممکن است نیاز به عدد رینولدز تعمیمیافته و مدل ویسکوزیته ظاهری داشته باشند. جریان فشردهپذیر میتواند وضعیت و Re را در طول مسیر تغییر دهد. جریانهای چندفاز، ندرتیافته، نوسانی، خمشی، چرخشی یا بهطور قوی در حال توسعه نیاز به تعریف و مکان ارزیابی مناسب دارند.
| مختصه ورکشیت | تفسیر مجاز | توسط این نتیجه تاسیس نشده است |
|---|---|---|
| Re < 2,300 | زیر محدوده صفحهای استاندارد لوله مستقیم دایرهای. | حالت جریان لایهای در هر ورودی، طول، اغتشاش، نوسان یا هندسه مطمئن است. |
| 2,300 ≤ Re ≤ 4,000 | در محدودهی انتقال معمول؛ از همبستگی یا آزمون مناسب استفاده کنید. | منطقهی انتقال ثابت با نقاط پایانی ثابت. |
| Re > 4,000 | فوق مرز انتخابی معمول برای جریان لولهی مستقیم و دایرهای. | جریان توربولنت کامل، اصطکاک مستقل از خشنی، مخلوطسازی، انتقال حرارت یا طراحی ایمن. |
آزمایشهای تاریخی و مدرن نشان میدهند که اهمیت کلمات چقدر است. یک مطالعه از دفتر استانداردها حدود 2010 برای شروع در دادههای لولهی طولانی رینولدز محاسبه کرد، به طور صریح 2000 را تقریبی خواند و نشان داد که این مقدار برای لولههای کوتاه قابل اعمال نیست. کارهای مدرن لولهی مورد بررسی یافته است که نقطهی انتقال طبیعی بستگی به اغتشاشهای محدود و نقصهای آزمایشی دارد. بنابراین، این برگه مختصات را گزارش میدهد، نه تشخیص فیزیکی دوگانه.
| مقدار | تبدیل استفاده شده |
|---|---|
| طول | 1 ft = 0.3048 m دقیقاً; 1 in = 0.0254 m دقیقاً |
| سرعت | 1 ft/s = 0.3048 m/s دقیقاً; 1 mile/h = 0.44704 m/s دقیقاً |
| جریان حجمی | 1 m³/h = 1/3600 m³/s; 1 L/min = 1/60000 m³/s; 1 U.S. gal = 0.003785411784 m³ دقیقاً |
| چسبندگی | 1 cSt = 1 mm²/s = 10⁻⁶ m²/s; 1 cP = 1 mPa·s = 10⁻³ Pa·s |
| چگالی جرم | 1 lb/ft³ = 0.45359237/0.3048³ = 16.01846337396014 kg/m³ |
منابع معادلههای عمومی
NASA Glenn رسمی عدد رینولدز استنتاج Re=ρVL/μ, ν=μ/ρ و Re=VL/ν را ارائه میدهد و Re را بدون بعد شناسایی میکند. یک مطالعه فنی NIST/NBS درباره خوردگی لوله نیز قطر لوله و سرعت متوسط را در Re=ρVD/μ استفاده میکند و تذکر میدهد که چسبندگی و چگالی بستگی به دما آب دارد.
بررسی عددی منتشر شده
NASA رسمی مثال توپ فوتبال ρ=2.37×10⁻³ slug/ft³, V=40 mile/h, قطر 0.75 ft و μ=3.61×10⁻⁷ slug/(ft·s) را ارائه میدهد و Re≈3.0×10⁵ را گزارش میکند. محاسبه دقیق از این ورودیهای گرد شده 288,864.2659 است که به مقدار گرد شده منتشر شده میرسد. این فقط معادلهی طول مشخصهی کلی را اعتبار میدهد؛ به طور معمول برچسب انتخابی لولهی دایرهای نمیدهد.
شواهد انتقال
مقاله عمومی NIST/NBS تعیین چسبندگی مطلق با ویسکومترهای لوله کوتاه, مقاله فنی 100 محدودیت تقریبی و بستگی به هندسهی مقدار بحرانی را گزارش میکند. Avila et al., شروع توربولنس در جریان لوله, Science 333 (2011), نشان داد که توربولنس پایدار لوله بستگی به اغتشاش و مدت زمان دارد. این منابع یک آستانه دوگانه جهانی برای هر جریان را توجیه نمیکنند.
مرز استانداردها
ISO 80000-11:2019, نسخه 2, مقدارها و واحدها—بخش 11: اعداد مشخصه, منتشر شده، در 2025 تأیید شده است و تغییرات 1:2025 منتشر شده است. ورودی مجوزداده شده دقیق به عنوان منبع این پیادهسازی تکثیر یا ادعای نشده است: NEEDS_LICENSED_SOURCE برای هماهنگی در سطح بند
ISO 3448:1992, نسخه 2, مایعهای چربکننده صنعتی—طبقهبندی چسبندگی ISO, منتشر شده و در 2023 تأیید شده است; تغییرات فنی 1:1993 همچنین منتشر شده است. جدول طبقهبندی آن کپی نشده و هیچ عدد VG برای چسبندگی اندازهگیری شده جایگزین نشده است.
NIST فصل 8.8 SP 811 Pa·s و m²/s را به عنوان واحدهای SI برای چسبندگی دینامیکی و کینماتیکی ارائه میدهد و روابط stoke/poise را برای تبدیلات صریح ارائه میدهد.
| خروجی یا ادعا قبلی | مشکل تأیید شده و اصلاح |
|---|---|
| لایهای زیر 2,300; انتقال 2,300–4,000; توربولنت فوق 4,000 به عنوان وضعیت قطعی | اینها مختصات انتخابی معمول برای لولههای مستقیم و دایرهای هستند، نه فیزیک جهانی. هندسه، طول مشخصه و اغتشاشات نبود. خروجی حالا فقط یک متن پایدار لوله را انتخاب میکند و هیچ وضعیت مطمئنی را اعلام نمیکند. |
| طول ورودی 0.06ReD یا 4.4Re1/6D برای هر نتیجه | همبستگیهای ورودی تجربی نیاز به تعریف ورودی، رژیم و معیار «کامل شده» دارند. کد قدیمی عبارت توربولنت را در تمام مراحل انتقال اعمال میکرد. خروجی برداشته شد تا منتظر یک روش کنترلشده جداگانه باشد. |
| مقادیر ISO VG 32/46/68 به عنوان پیشتنظیمات cSt دقیق در نظر گرفته شد | یک درجه ISO طبقهبندی است، نه چسبندگی دقیق محصول دلخواه در وضعیت واقعی. همه پیشتنظیمات و جدول ویژگی بدون منبع حذف شد. |
| ویسکوزیته نفت با افزایش هر 20 درجه سانتیگراد 50٪ کاهش مییابد؛ جریان روغن هیدرولیک تقریباً همیشه لایمر است | هر دو جهانیسازیهای ناموجه بودند. رفتار ویسکوزیته-دمایی محصول-محور است و Re جریان هیدرولیک به سرعت، قطر و ویسکوزیته بستگی دارد. این ادعاها حذف شدند. |
| سرعت بحرانی در دقیقاً Re=2,300 | این مورد دقت نادرستی به یک مختصات متعارف اضافه کرد و یک انتقال جهانی را نشان داد. حذف شد. |
| تبدیلات گالن بر فوت مدور، مقادیر پیشفرض، محاسبه خودکار، تجزیه جزئی و حالت URL/محلی ثابت شده | جایگزین از ثوابت با تعریف دقیق استفاده میکند، خالی شروع میشود، اثبات و تأیید را نیازمند میکند، اعداد کامل را به صورت صریح تجزیه میکند، فقط در زمان ارسال محاسبه میکند و نتایج را با textContent نوشته میشود. |
