מהו מספר ריינולדס?

מספר ריינולדס הוא יחס חסר ממדים בין כוחות אינרציאליים לצמיגות: Re = vD/ν. הוא מנבא האם הזרימה תהיה למינרית (<2300), מעבר (2300–4000), או סוער (>4000).

מה קובע זרימה למינרית לעומת זרימה טורבולנטית?

מִחָדָשׁ < 2300: למינרי (חלק, מסודר). Re 2300–4000: אזור מעבר (לא יציב). Re > 4000: טורבולנטי (כאוטי). ספים אלה חלים על זרימת הצינור.

מהי צמיגות קינמטית?

צמיגות קינמטית ν = μ/ρ, עם יחידות m²/s או cSt ‏(1 cSt = 10⁻⁶ m²/s). מים ב-20°C: ~1 cSt. שמן הידראולי ISO VG 46 ב-40°C: ~46 cSt.

למה מספר ריינולדס חשוב?

Re קובע את מקדם החיכוך, מקדם העברת החום והתנהגות הערבוב. זה קריטי לקביעת גודל צינור, בחירת משאבה וחישובי ירידת לחץ.

מהו אורך הכניסה ההידרודינמי?

אורך הכניסה הוא המרחק מכניסת הצינור לפני שפרופיל הזרימה מתפתח במלואו. למינרי: Le ≈ 0.06·Re·D. טורבולנטי: Le ≈ 4.4·Re^(1/6)·D.

כלי הנדסי חינמי

מחשבון מספר ריינולדס

חישוב מספר ריינולדס ממהירות או קצב זרימה. מחוון חזותי למינרי/מעבר/טורבולנטי. חישוב אורך כניסה וקביעות קבועות מראש של נוזל משותף.

Re = vD/ν למינרי / טורבולנטי אורך הכניסה קביעות קבועות מראש של נוזלים

מצב קלט

מהירות זרימה (גְבֶרֶת)

קוטר פנימי של הצינור (מ"מ)

צמיגות קינמטית (cSt = מ"מ²/שנייה)

קביעות קבועות מראש של נוזלים

תוצאות

מספר ריינולדס

—

משטר זרימה

—

מהירות זרימה

—

מהירות קריטית (Re=2300)

—

אורך כניסה Le

—

אורך/קוטר כניסה

—

עַלעַלִי2300מַעֲבָר4000נִסעָר

ויזואליזציה של משטר זרימה

מספר ריינולדס

מספר ריינולדס הוא היחס בין כוחות אינרציאליים לכוחות צמיגות בנוזל זורם:

ו — מהירות זרימה (מטר/שנייה)
ד — קוטר פנימי של הצינור (מ')
ν — צמיגות קינמטית (מ"ר/שנייה); 1 cSt = 10⁻⁶ מ"ר/שנייה
ρ — צפיפות נוזל (ק"ג/מ"ק)
μ — צמיגות דינמית (Pa·s)

ספי משטר זרימה

רכס ריינולדס	מִשׁטָר	מאפיינים
תוצאה < 2,300	עַלעַלִי	שכבות חלקות ומסודרות; מקדם חיכוך f = 64/Re; צפוי
2,300 – 4,000	מַעֲבָר	לא יציב; טורבולנציה לסירוגין; הימנעו מתכנון כאן
מחדש > 4,000	נִסעָר	כאוטי; חיכוך גבוה יותר; השתמש בקולברוק-ווייט עבור f

אורך כניסה הידרודינמי

המרחק מכניסת הצינור עד שפרופיל המהירות מתפתח במלואו:

צמיגות נוזלים נפוצות

נוֹזֵל	טֶמפֶּרָטוּרָה	ν (cSt)	ρ (ק"ג/מ"ק)
מַיִם	20 מעלות צלזיוס	1.004	998
מַיִם	40 מעלות צלזיוס	0.658	992
מַיִם	80 מעלות צלזיוס	0.365	972
שמן הידראולי ISO VG 32	40 מעלות צלזיוס	32	870
שמן הידראולי ISO VG 46	40 מעלות צלזיוס	46	870
שמן הידראולי ISO VG 68	40 מעלות צלזיוס	68	880
אֲוִיר	20°C, 1 אטמוספרה	15.6	1.204
שמן מנוע SAE 30	40 מעלות צלזיוס	100	880

דוגמה מעשית

דוגמה - מערכת הידראולית

נתון: v = 2 מטר/שנייה, עומק = 25 מ"מ, שמן ISO VG 32 ב-40°C (ν = 32 cSt)

Re = 2 × 0.025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,563

מִשׁטָר: עַלעַלִי (בתגובה ל-< 2300)

אורך ערך: Le = 0.06 × 1563 × 0.025 = 2.34 מטר

מהירות קריטית עבור Re = 2300: v_crit = 2300 × 32 × 10⁻⁶ / 0.025 = 2.94 מטר/שנייה

💡 טיפ: במערכות הידראוליות עם שמן (ν = 30–100 cSt), הזרימה כמעט תמיד למינרית עקב צמיגות גבוהה. למערכות מים יש בדרך כלל זרימה טורבולנטית מכיוון ש-ν ≈ 1 cSt.