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Calcolatore del numero di Reynolds
Calcolo del numero di Reynolds da velocità o portata. Indicatore visivo di flusso laminare/di transizione/turbolento. Calcolo della lunghezza di ingresso e preimpostazioni comuni per i fluidi.
Risultati
Numero di Reynolds
Il numero di Reynolds è il rapporto tra le forze inerziali e le forze viscose in un fluido in movimento:
- v — velocità del flusso (m/s)
- D — diametro interno del tubo (m)
- ν — viscosità cinematica (m²/s); 1 cSt = 10⁻⁶ m²/s
- ρ — densità del fluido (kg/m³)
- μ — viscosità dinamica (Pa·s)
Soglie del regime di flusso
| Gamma Reynolds | Regime | Caratteristiche |
|---|---|---|
| Re < 2.300 | Laminare | Strati lisci e ordinati; fattore di attrito f = 64/Re; prevedibile |
| 2.300 – 4.000 | Transizione | Instabile; turbolenza intermittente; evitare di progettare qui |
| Re > 4.000 | Turbolento | Caotico; attrito più elevato; utilizzare Colebrook-White per f |
Lunghezza di ingresso idrodinamica
La distanza dall'ingresso del tubo fino a quando il profilo di velocità non diventa completamente sviluppato:
Viscosità dei fluidi comuni
| Fluido | Temperatura | ν (cSt) | ρ (kg/m³) |
|---|---|---|---|
| Acqua | 20 °C | 1.004 | 998 |
| Acqua | 40 °C | 0.658 | 992 |
| Acqua | 80 °C | 0.365 | 972 |
| Olio idraulico ISO VG 32 | 40 °C | 32 | 870 |
| Olio idraulico ISO VG 46 | 40 °C | 46 | 870 |
| Olio idraulico ISO VG 68 | 40 °C | 68 | 880 |
| Aria | 20 °C, 1 atm | 15.6 | 1.204 |
| Olio motore SAE 30 | 40 °C | 100 | 880 |
Esempio pratico
Dato: v = 2 m/s, D = 25 mm, Olio ISO VG 32 a 40°C (ν = 32 cSt)
Re = 2 × 0,025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,563
Regime: Laminare (Re < 2300)
Lunghezza di ingresso: Le = 0,06 × 1563 × 0,025 = 2,34 m
Velocità critica per Re = 2300: v_crit = 2300 × 32 × 10⁻⁶ / 0,025 = 2,94 m/s
💡 Suggerimento: Nei sistemi idraulici con olio (ν = 30–100 cSt), il flusso è quasi sempre laminare a causa dell'elevata viscosità. I sistemi ad acqua hanno tipicamente un flusso turbolento perché ν ≈ 1 cSt.
Il numero di Reynolds Re = vD/ν è un gruppo adimensionale che esprime il rapporto tra le forze d'inerzia e le forze viscose in un fluido in moto. Permette di prevedere se il regime di moto sarà laminare (ordinato) o turbolento (caotico).
Prende il nome da Osborne Reynolds, che dimostrò la transizione nel suo celebre esperimento del 1883 utilizzando un filetto colorato in un tubo di vetro.
Per il moto in condotti circolari, le soglie critiche sono:
- Re < 2300: Laminare — il fluido scorre in strati paralleli ordinati
- 2300 – 4000: Transizione — il flusso è instabile e può alternare tra regime laminare e turbolento
- Re > 4000: Turbolento — rimescolamento caotico, vortici, maggiori perdite di carico
Queste soglie valgono per tubazioni a sezione circolare. Per canali a pelo libero e altre geometrie si applicano valori critici differenti.
La viscosità cinematica è ν = μ/ρ, dove μ è la viscosità dinamica e ρ è la densità.
Unità di misura: m²/s oppure cSt (centistokes). 1 cSt = 10⁻⁶ m²/s.
Valori comuni: acqua a 20°C ≈ 1 cSt; olio idraulico VG 32 a 40°C ≈ 32 cSt; aria a 20°C ≈ 15.6 cSt (molto più alta dell'acqua a causa della bassa densità, nonostante la bassa viscosità dinamica).
Quando un fluido imbocca una tubazione, il profilo di velocità è inizialmente piatto (uniforme). Man mano che gli effetti viscosi si propagano dalla parete, il profilo evolve gradualmente fino alla forma completamente sviluppata (parabolica nel moto laminare).
La lunghezza di ingresso è la distanza necessaria per tale sviluppo:
- Laminare: Le ≈ 0.06 × Re × D (può essere molto lunga ad alti Re)
- Turbolento: Le ≈ 4.4 × Re1/6 × D (relativamente breve, 10–60 diametri)
La temperatura influisce fortemente sulla viscosità, specialmente per gli oli. La viscosità dell'olio idraulico scende di circa il 50% per ogni aumento di 20°C.
Esempio: un olio ISO VG 46 ha ~46 cSt a 40°C, ma ~200 cSt a 0°C e ~15 cSt a 80°C. Ciò modifica drasticamente il numero di Reynolds — le condizioni di avviamento a freddo possono presentare regimi di moto molto diversi rispetto alla temperatura di esercizio.
La viscosità dell'acqua varia in modo meno marcato: ~1.8 cSt a 0°C, ~1 cSt a 20°C, ~0.3 cSt a 80°C.
Le procedure descritte in questa pagina sono state sviluppate e collaudate sul campo dal team Vibromera utilizzando il Balanset-1A, un bilanciatore portatile a due canali e analizzatore di vibrazioni per l'equilibratura dei rotori in loco.
Strumenti e software professionali per il bilanciamento sul campo. Utilizzati in oltre 50 paesi.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko è ingegnere di analisi delle vibrazioni nonché fondatore e amministratore delegato di Vibromera. Da più di 15 anni bilancia macchine rotanti sul campo anziché al banco di prova: pacciamatrici, ventilatori industriali, frantoi, centrifughe, alberi e mandrini. È da questo lavoro che sono nati gli strumenti Balanset — sono stati progettati come uno strumento che il tecnico può portare fino alla macchina e usare da solo, in loco, e non come apparecchiatura da laboratorio. Vibromera è stata fondata nel 2017 e dal 2023 ha sede a Porto, in Portogallo. Qui avvengono lo sviluppo, l'assemblaggio e l'assistenza della linea Balanset. Lo strumento di punta è il Balanset-1A, un analizzatore portatile per il bilanciamento su uno e due piani e per la diagnostica delle vibrazioni. Nikolai segue personalmente l'assistenza ai clienti, la risoluzione dei casi di bilanciamento più difficili e lo sviluppo del software. Lavora con clienti in tutto il mondo, in qualsiasi lingua.
