Определение числа Рейнольдса (Re) и режима течения жидкости Число Рейнольдса — безразмерная величина, характеризующая отношение инерционных сил к силам вязкого трения в вязких жидкостях и газах. Число Рейнольдса также является критерием подобия течения вязкой жидкости.
Число Рейнольдса обозначается в физике и инженерных расчетах — Re, определяется по следующим формулам:
Re=ρ×u×D/ƞ = u×D/ν = Q×D/(ν×A)
где:
ρ — плотность среды, кг/м3;
u — характерная скорость, м/с;
D — внутренний диаметр трубопровода, м;
ƞ — динамическая вязкость среды, Па·с;
ν — кинематическая вязкость среды, м2/с;
Q — расход для жидкости, м3/ч;
A — площадь сечения трубы, м2;
Число Рейнольдса применяется при гидравлических расчетах трубопроводных систем и служит для определения режима течения жидкости в трубопроводной системе.
Выделяют три режима течения жидкости:
Критическое число Рейнольдса Reкр, определяет переход от ламинарного течения к турбулентному. При Re < Reкр течение происходит в ламинарном режиме, при Re > Reкр возможно возникновение турбулентности.
При значениях Re выше критического и до определённого предела наблюдается переходной (смешанный) режим течения жидкости, когда турбулентное течение более вероятно, но ламинарное в некоторых конкретных случаях тоже наблюдается, так называемая неустойчивая турбулентность. Для труб круглого сечения переходному режиму соответствует диапазон чисел Рейнольдса 2300 – 10000.
В таблице ниже представлены значения критического значения числа Рейнольдса для различных элементов трубопроводной системы.
| Элемент трубопроводной системы | Reкр |
|---|---|
| Труба круглого сечения (гладкая) | 2300 |
| Гибкий рукав или шланг | 1600 |
| Шаровые краны | 550 - 750 |
| Плоские и конусные клапаны | 20 - 100 |
| Фильтр сетчатый | 460 |
| Схематичное изображение | Характеристика течения | Число Рейнольдса (для гладких труб круглого сечения) |
|---|---|---|
 | Ламинарное течение — течение, при котором жидкость перемещаются слоями без перемешивания и пульсаций, то есть без беспорядочных быстрых изменений скорости и давления. | Re < 2300 |
 | Турбулентный поток — поток, при котором молекулярные слои совершают неупорядоченные движения по сложным траекториям, что приводит к интенсивному перемещению и значительным потерям энергии на внутреннее трение. | 10000 > Re > 2300 - неустойчивый турбулентный (переходный); Re > 10000 - турбулентный |
Важно! Ниже приведен калькулятор для определения числа Рейнольдса и характеристики потока для гладких труб круглого сечения.
| Расчетное значение числа Рейнольдса | Re= |
| Характер потока: | |
| Расчетная скорость потока в трубе: | м/с |