Калькулятор числа Рейнольдса

Число Рейнольдса — безразмерное отношение, сопоставляющее инерционные и вязкостные эффекты в движущейся жидкости или газе. Оно помогает инженерам оценить, будут ли преобладать упорядоченные слои или хаотическое перемешивание. Отсутствие единиц также позволяет исследовать подобие геометрически сходных систем очень разных размеров. Масштабная модель и полноразмерное устройство могут демонстрировать схожее течение при совпадении соответствующих чисел Рейнольдса. Калькулятор умножает плотность среды на среднюю скорость и характерную длину, затем делит произведение на динамическую вязкость. Плотность вводится в килограммах на кубический метр, скорость — в метрах в секунду, длина — в метрах, динамическая вязкость — в паскаль-секундах. Единицы СИ сокращаются, давая безразмерный результат. Эквивалентная формула делит произведение скорости на длину на кинематическую вязкость, которая равна динамической вязкости, делённой на плотность. Для полностью развитого течения в гладкой круглой трубе числа Рейнольдса ниже примерно 2,300 обычно соответствуют ламинарному режиму, от 2,300 до 4,000 — переходному, а выше 4,000 — турбулентному. Калькулятор показывает эти привычные категории внутреннего течения. Это ориентиры, а не универсальные границы. Возмущения, форма входа, шероховатость поверхности, вибрации и геометрия трубы могут ускорить переход или продлить ламинарный режим. Характерная длина зависит от задачи. Для внутреннего течения в круглой трубе это диаметр трубы. В некруглых каналах часто используют гидравлический диаметр, определяемый через площадь проходного сечения и смоченный периметр. Для внешнего обтекания плоской пластины обычно берут расстояние от передней кромки, а для сферы или цилиндра — диаметр. Неверно выбранная длина может сделать даже точный расчёт вводящим в заблуждение. Стандартные зависимости для труб требуют средней по сечению скорости, а не локальной скорости на оси. Число Рейнольдса влияет на потери давления, сопротивление, развитие пограничного слоя, теплообмен, перемешивание и выбор эмпирических зависимостей. Его применяют в трубопроводах, вентиляции, проектировании самолётов и автомобилей, технологическом оборудовании, реках, биомедицинских течениях и лабораторных опытах. Свойства среды зависят от температуры, иногда и от давления, поэтому плотность и вязкость должны соответствовать рабочим условиям. Например, вязкость воды существенно меняется с температурой. Одно название режима не описывает течение полностью. Для внешних пограничных слоёв действуют другие критерии перехода, многофазные и неньютоновские среды требуют специального подхода, а сжимаемые течения добавляют число Маха и переменные свойства. Даже в трубах для расчёта коэффициента трения или перепада давления нужны геометрия и шероховатость помимо числа Рейнольдса. Используйте результат для выбора подходящего метода анализа, проверьте характерную длину и свойства среды, затем примените пороговые значения для конкретной геометрии и инженерного стандарта.