Калькулятор числа Рейнольдса

Введіть свої значення. Відповідь і повний розв’язок оновлюються під час введення.

Результат

Re74716
Режим течіїтурбулентний
Швидкість1,5 m/s
Кінематична в’язкість1,004 × 10⁻⁶ m²/s

Обчисліть число Рейнольдса течії в трубі й дізнайтеся, чи вона ламінарна, перехідна чи турбулентна. Введіть середню швидкість або витрату, діаметр труби та рідину: вода при 10, 20 або 60 °C, повітря при 20 °C або власна рідина з кінематичною в’язкістю чи з густиною та динамічною в’язкістю. Кроки показують кожне перетворення, а для ламінарної течії ви також отримаєте коефіцієнт тертя 64/Re.

Покроковий розв’язок

Властивості рідини

ρ = 998,2 kg/m³, μ = 0,001002 Pa·s
ν = μ/ρ = 0,001002/998,2 = 1,004 × 10⁻⁶ m²/s

Число Рейнольдса

Re = ρVD/μ = VD/ν = 1,5·0,05/(1,004 × 10⁻⁶) = 74716

Режим течії в трубі

Re < 2300: ламінарний
2300 ≤ Re ≤ 4000: перехідний
Re > 4000: турбулентний
Re = 74716 → турбулентний

Основні формули

Число Рейнольдса
Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ
Режим течії
ламінарний при Re нижче ≈ 2000, турбулентний при Re вище ≈ 4000
Середня швидкість
V = Q/A, A = π·D²/4

Як обчислити число Рейнольдса

  1. Знайдіть середню швидкість. Якщо відома витрата Q, поділіть її на площу труби: V = Q/A = 4Q/(πD²).
  2. Знайдіть властивості рідини за її температури: густину ρ і динамічну в’язкість μ або кінематичну в’язкість ν = μ/ρ.
  3. Переведіть усе в одиниці SI: V у m/s, D у m і ν у m²/s.
  4. Обчисліть Re = ρVD/μ = VD/ν. Число Рейнольдса безрозмірне.
  5. Порівняйте його з межами для течії в трубі: нижче приблизно 2300 — ламінарна, вище приблизно 4000 — турбулентна, а між ними — перехідна.

Запитання й відповіді

Що фізично означає число Рейнольдса?

Це відношення сил інерції до сил в’язкості в потоці. При малому числі Рейнольдса в’язкість гасить збурення, і течія лишається гладкою та шаруватою (ламінарною); при великому числі Рейнольдса збурення переростають у турбулентні вихори.

Чому деякі підручники використовують 2000 замість 2300?

Перехід не різкий. Він залежить від входу в трубу, шорсткості та вібрацій, тому підручники наводять нижчі межі приблизно від 2000 до 2300. У дуже гладких, ретельних дослідах течія лишалася ламінарною значно вище.

Який діаметр брати для некруглого каналу?

Використовуйте гідравлічний діаметр D_h = 4A/P, де A — площа потоку, а P — змочений периметр. Для квадратного каналу зі стороною a маємо D_h = a.

Наскільки важлива температура?

Дуже для рідин. В’язкість води падає з 1,31 mPa·s при 10 °C до 0,47 mPa·s при 60 °C, тому та сама витрата дає майже втричі більше число Рейнольдса в гарячій воді.

Чим динамічна в’язкість відрізняється від кінематичної?

Динамічна в’язкість μ у Pa·s вимірює внутрішнє тертя рідини; кінематична в’язкість ν = μ/ρ у m²/s ділить її на густину. Оскільки Re = ρVD/μ = VD/ν, потрібні або μ і ρ, або лише ν.

Потренуйтеся самі

Тренувати тему «Тертя в трубах і втрати напору»

Калькулятор дає відповідь. На іспиті потрібен метод: тренуйте його на нових задачах із підказками й розв’язками.

</> Вбудувати

Безкоштовно для викладачів і шкіл: вставте цей код на сторінку курсу, у LMS або на свій сайт. Студенти можуть користуватися калькулятором і покроковим розв’язком без акаунта.

Інші калькулятори