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?

Re < 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

חשב Reynolds number ממהירות או מספיקה. מחוון חזותי של laminar/transition/turbulent. חישוב אורך כניסה והגדרות נוזל מוכנות מראש נפוצות.

Re = vD/ν Laminar / Turbulent אורך הכניסה הגדרות נוזל מוכנות מראש

מצב קלט

מהירות זרימה (m/s)

קוטר פנימי של הצינור (מ"מ)

צמיגות קינמטית (cSt = mm²/s)

הגדרות נוזל מוכנות מראש

תוצאות

מספר ריינולדס

—

משטר זרימה

—

מהירות זרימה

—

מהירות קריטית (Re=2300)

—

אורך כניסה Le

—

אורך/קוטר כניסה

—

למינרית2300מעבר4000Turbulent

ויזואליזציה של משטר זרימה

מספר ריינולדס

Reynolds number הוא היחס בין כוחות אינרציה לכוחות צמיגות בנוזל זורם:

ו — מהירות הזרימה (m/s)
D — קוטר פנימי של הצינור (m)
ν — צמיגות קינמטית (m²/s); 1 cSt = 10⁻⁶ m²/s
ρ — צפיפות הנוזל (kg/m³)
μ — צמיגות דינמית (Pa·s)

ספי משטר זרימה

טווח Reynolds	מִשׁטָר	מאפיינים
Re < 2,300	למינרית	שכבות חלקות ומסודרות; מקדם חיכוך f = 64/Re; צפוי
2,300 – 4,000	מעבר	לא יציב; טורבולנציה לסירוגין; הימנעו מתכנון כאן
Re > 4,000	Turbulent	כאוטי; חיכוך גבוה יותר; השתמש בקולברוק-ווייט עבור f

אורך כניסה הידרודינמי

המרחק מכניסת הצינור עד שפרופיל המהירות מתפתח במלואו:

צמיגות נוזלים נפוצות

נוזל	טמפרטורה	ν (cSt)	ρ (kg/m³)
מַיִם	20°C	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 m/s, D = 25 mm, שמן ISO VG 32 ב-40°C (ν = 32 cSt)

Re = 2 × 0.025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,563

מִשׁטָר: למינרית (Re < 2300)

אורך כניסה: Le = 0.06 × 1563 × 0.025 = 2.34 m

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

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