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Calculateur de nombre de Reynolds
Calcul du nombre de Reynolds à partir de la vitesse ou du débit. Indicateur visuel de régime laminaire/transitionnel/turbulent. Calcul de la longueur d'entrée et préréglages pour les fluides courants.
Résultats
Nombre de Reynolds
Le nombre de Reynolds est le rapport des forces d'inertie aux forces visqueuses dans un fluide en écoulement :
- v — vitesse d'écoulement (m/s)
- D — diamètre intérieur du tuyau (m)
- ν — viscosité cinématique (m²/s) ; 1 cSt = 10⁻⁶ m²/s
- ρ — densité du fluide (kg/m³)
- μ — viscosité dynamique (Pa·s)
Seuils du régime d'écoulement
| Gamme Reynolds | Régime | Caractéristiques |
|---|---|---|
| Re < 2 300 | laminaire | Couches lisses et ordonnées ; coefficient de frottement f = 64/Re ; prévisible |
| 2 300 – 4 000 | Transition | Instable ; turbulence intermittente ; éviter de concevoir ici |
| Re > 4 000 | Turbulent | Chaotique ; friction plus élevée ; utiliser Colebrook-White pour f |
Longueur d'entrée hydrodynamique
La distance entre l'entrée du tuyau et le moment où le profil de vitesse est pleinement établi :
Viscosités des fluides courants
| Fluide | Température | ν (cSt) | ρ (kg/m³) |
|---|---|---|---|
| Eau | 20 °C | 1.004 | 998 |
| Eau | 40 °C | 0.658 | 992 |
| Eau | 80 °C | 0.365 | 972 |
| Huile hydraulique ISO VG 32 | 40 °C | 32 | 870 |
| Huile hydraulique ISO VG 46 | 40 °C | 46 | 870 |
| Huile hydraulique ISO VG 68 | 40 °C | 68 | 880 |
| Air | 20 °C, 1 atm | 15.6 | 1.204 |
| Huile moteur SAE 30 | 40 °C | 100 | 880 |
Exemple pratique
Compte tenu de ce qui précède : v = 2 m/s, D = 25 mm, Huile ISO VG 32 à 40 °C (ν = 32 cSt)
Re = 2 × 0,025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,563
Régime : laminaire (Re < 2300)
Longueur de l'entrée : Le = 0,06 × 1563 × 0,025 = 2,34 m
Vitesse critique pour Re = 2300 : v_crit = 2300 × 32 × 10⁻⁶ / 0,025 = 2,94 m/s
💡 Conseil : Dans les systèmes hydrauliques à huile (ν = 30–100 cSt), l'écoulement est presque toujours laminaire en raison de la viscosité élevée. Les systèmes à eau présentent généralement un écoulement turbulent car ν ≈ 1 cSt.
Le nombre de Reynolds Re = vD/ν est un nombre sans dimension qui compare les forces d'inertie aux forces de viscosité dans un fluide en écoulement. Il permet de prédire si l'écoulement sera laminaire (régulier) ou turbulent (chaotique).
Nommé d'après Osborne Reynolds qui a mis en évidence la transition lors de sa célèbre expérience de 1883 à l'aide d'un filet de colorant dans un tube de verre.
Pour un écoulement en conduite circulaire, les seuils critiques sont :
- Re < 2300 : Laminaire — le fluide s'écoule en couches parallèles régulières
- 2300 – 4000 : Transition — l'écoulement est instable et peut alterner entre régime laminaire et turbulent
- Re > 4000 : Turbulent — mélange chaotique, tourbillons, pertes de charge plus élevées
Ces seuils valent pour des conduites circulaires. Pour les canaux ouverts et autres géométries, des valeurs critiques différentes s'appliquent.
Viscosité cinématique ν = μ/ρ, où μ est la viscosité dynamique et ρ est la masse volumique.
Unités : m²/s ou cSt (centistokes). 1 cSt = 10⁻⁶ m²/s.
Valeurs courantes : eau à 20°C ≈ 1 cSt ; huile hydraulique VG 32 à 40°C ≈ 32 cSt ; air à 20°C ≈ 15,6 cSt (nettement supérieure à celle de l'eau en raison de sa faible masse volumique malgré une faible viscosité dynamique).
Lorsqu'un fluide pénètre dans une conduite, le profil de vitesse est initialement plat (uniforme). À mesure que les effets visqueux de la couche limite se propagent depuis la paroi, le profil évolue progressivement vers sa forme pleinement établie (parabolique en régime laminaire).
La longueur d'établissement (longueur d'entrée) est la distance nécessaire :
- Laminaire : Le ≈ 0,06 × Re × D (peut être très longue à Re élevé)
- Turbulent : Le ≈ 4,4 × Re1/6 × D (relativement courte, 10–60 diamètres)
La température affecte fortement la viscosité, en particulier pour les huiles. La viscosité d'une huile hydraulique diminue d'environ 50% pour chaque élévation de 20°C.
Exemple : une huile ISO VG 46 a une viscosité de ~46 cSt à 40°C mais de ~200 cSt à 0°C et ~15 cSt à 80°C. Cela modifie considérablement le nombre de Reynolds — les conditions de démarrage à froid peuvent présenter des régimes d'écoulement très différents de ceux à température nominale.
La viscosité de l'eau varie moins fortement : ~1,8 cSt à 0°C, ~1 cSt à 20°C, ~0,3 cSt à 80°C.
Les procédures décrites sur cette page ont été développées et testées sur le terrain par l'équipe Vibromera à l'aide du Balanset-1A, un équilibreur portable à deux canaux et analyseur de vibrations pour l'équilibrage des rotors sur site.
Instruments et logiciels professionnels d'équilibrage sur site. Utilisés dans plus de 50 pays.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko est ingénieur en analyse vibratoire, ainsi que fondateur et PDG de Vibromera. Depuis plus de 15 ans, il équilibre des équipements rotatifs sur le terrain plutôt que sur banc d'essai : broyeurs, ventilateurs industriels, concasseurs, centrifugeuses, arbres et broches. C'est de ce travail que sont nés les instruments Balanset — conçus comme un outil qu'un spécialiste peut emporter jusqu'à la machine et utiliser seul, sur site, et non comme un équipement de laboratoire. Vibromera a été fondée en 2017 et est basée à Porto, au Portugal, depuis 2023. Le développement, l'assemblage et le support de la gamme Balanset se font ici. L'instrument phare est le Balanset-1A, un analyseur portable pour l'équilibrage à un et deux plans et pour le diagnostic vibratoire. Nikolai est personnellement impliqué dans le support client, dans le traitement des cas d'équilibrage difficiles et dans le développement du logiciel. Il travaille avec des clients du monde entier, dans toutes les langues.
