Số Reynolds

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

Trong cơ học chất lưu, số Reynolds là một giá trị không thứ nguyên biểu thị độ lớn tương đối giữa ảnh hưởng gây bởi lực quán tính và lực ma sát trong (tính nhớt) lên dòng chảy.

Số Reynolds thường được kí hiệu là Re và được tính theo công thức:

Re = {\rho u l \over \mu} = {u l \over \nu}

trong đó:

  • \rho là mật độ vật chất của môi trường đang xét (đơn vị kg/m^3)
  • u là vận tốc đặc trưng của dòng chảy (m/s)
  • l là quy mô tuyến tính (độ dài) đặc trưng của dòng chảy (m)
  • \mu là độ nhớt động lực học của môi trường
  • \nu là độ nhớt động học của môi trường

Đặc trưng[sửa | sửa mã nguồn]

Đặc trưng cho tỉ lệ giữa lực quán tính và lực ma sát trong của môi trường[sửa | sửa mã nguồn]

Nếu viết lại công thức tính số Re về dạng

Re = {\rho u l \over \mu} = {u l \over \nu} = {\rho u^2 l^2 \over \mu u l}

ta sẽ thấy rằng số Re đặc trưng cho tỉ lệ công của lực quán tính đối với công của lực nhớt của môi trường chất lỏng. Khi lực quán tính lớn hơn rất nhiều so với lực nhớt thì khi đó dòng chảy sẽ chuyển sang rối. Theo đó mà số Re được dùng để phân loại dòng chảy.

Tiêu chí phân loại dòng chảy theo độ rối của nó[sửa | sửa mã nguồn]

Số Reynolds có thể sử dụng như một tiêu chí để phân loại dòng chảy, tùy theo các dạng dòng chảy mà ta có các giới hạn khác nhau của số Re, đối với dạng dòng chảy trong ống trụ ta có:

  • Dòng chảy có Re ≤ 2300 là dòng chảy tầng;
  • Dòng chảy có 104 > Re > 2300 là dòng chảy chuyển tiếp từ chảy tầng sang chảy rối;
  • Dòng chảy có Re ≥ 104dòng chảy rối;

Đối với ống dẫn mặt cắt hình tròn đường kính d thì công thức được viết thành:

Re = {v d \over \nu} hay Re = {v d \rho \over \mu}

Và nếu l (m) là chiều dài, d (m) là đường kính của ống dẫn thì chúng ta có bảng thực nghiệm sau:

Re, l/d 1 5 10 20 30 40 50
≤ 2300 1,9 1,44 1,28 1,13 1,05 1,03 1,0
104 1,65 1,34 1,23 1,13 1,07 1,03 1,0
2.104 1,51 1,27 1,18 1,10 1,05 1,02 1,0
5.104 1,34 1,18 1,13 1,08 1,04 1,02 1,0
105 1,28 1,15 1,10 1,06 1,03 1,02 1,0

Lưu ý: Trong các ngôn ngữ khác như tiếng Anh, tiếng Nga, ngoài Độ nhớt động học - kinematic viscosity (Kí hiệu ν như công thức trên), còn xây dựng thêm khái niệm Độ nhớt động lực học - dynamic viscosity, kí hiệu: μ. Trong đó ν = μ / ρ (m²/s) với ρ - khối lượng riêng của chất lỏng (hoặc khí).

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]