Kalkulator Liczby Reynoldsa

Kategoria: Fizyka

- 11 września 2025

| |

Oblicz liczbę Reynoldsa dla przepływów cieczy. Ta bezwymiarowa wielkość pomaga określić, czy przepływ jest laminarny, czy turbulentny.

Informacje o cieczy

Rodzaj cieczy:

Temperatura:

Gęstość (ρ):

Lepkość dynamiczna (μ):

Parametry przepływu

Prędkość przepływu (V):

Długość charakterystyczna (L):

Rodzaj geometrii:

Opcje zaawansowane

Miejsca dziesiętne:

Pokaż kroki obliczeń

O liczbie Reynoldsa

Liczba Reynoldsa (Re) jest bezwymiarową wielkością używaną w mechanice płynów do przewidywania wzorców przepływu w różnych sytuacjach przepływu cieczy. Została nazwana na cześć Osborna Reynoldsa, który zaproponował ją w 1883 roku.

Znaczenie fizyczne

Liczba Reynoldsa reprezentuje stosunek sił bezwładności do sił lepkości w cieczy. Pomaga przewidzieć, czy przepływ będzie laminarny, czy turbulentny.

Mała liczba Reynoldsa: Siły lepkości dominują, przepływ jest laminarny (gładki, uporządkowany)
Duża liczba Reynoldsa: Siły bezwładności dominują, przepływ jest turbulentny (chaotyczny, z wirami)

Krytyczne liczby Reynoldsa

Przejście między przepływem laminarnym a turbulentnym występuje przy różnych liczbach Reynoldsa w zależności od geometrii:

Przepływ w rurze:
- Re < 2300: Przepływ laminarny
- 2300 < Re < 4000: Przepływ przejściowy
- Re > 4000: Przepływ turbulentny
Płaska płyta (przepływ zewnętrzny):
- Re < 5 × 10⁵: Przepływ laminarny
- 5 × 10⁵ < Re < 10⁷: Przepływ przejściowy
- Re > 10⁷: Przepływ turbulentny
Kula: Krytyczne Re ≈ 3 × 10⁵
Cylinder: Krytyczne Re ≈ 2 × 10⁵

Zastosowania liczby Reynoldsa

Liczba Reynoldsa jest szeroko stosowana w wielu zastosowaniach dynamiki płynów:

Inżynieria: Projektowanie rurociągów, samolotów, statków i innych pojazdów
Nauki środowiskowe: Badanie przepływów atmosferycznych i oceanicznych
Inżynieria chemiczna: Projektowanie reaktorów i systemów mieszania
Inżynieria biomedyczna: Przepływ krwi w naczyniach
Inżynieria cywilna: Systemy uzdatniania i dystrybucji wody

Lepkość kinematyczna

Liczbę Reynoldsa można również zapisać używając lepkości kinematycznej (ν):

Re = (V × L) / ν

gdzie ν = μ/ρ jest lepkością kinematyczną cieczy.

Czym jest kalkulator liczby Reynoldsa?

Kalkulator liczby Reynoldsa to praktyczne narzędzie używane do analizy przepływu płynów w różnych środowiskach. Pomaga określić, czy płyn porusza się w sposób gładki i uporządkowany (laminarny), czy w chaotyczny, wirujący sposób (turbulentny). To rozróżnienie jest kluczowe w różnych zastosowaniach, w tym inżynierii, badaniach środowiskowych i naukach o zdrowiu.

Wzór na liczbę Reynoldsa:
\( Re = \frac{\rho \times V \times L}{\mu} \)

Gdzie:

\( \rho \) = Gęstość płynu
\( V \) = Prędkość przepływu
\( L \) = Długość charakterystyczna
\( \mu \) = Lepkość dynamiczna

Dlaczego warto używać tego kalkulatora?

To narzędzie upraszcza proces obliczania liczby Reynoldsa bez potrzeby ręcznego stosowania równań czy konwersji. Jest idealne dla studentów, inżynierów, badaczy i każdego, kto pracuje z systemami płynów.

Kluczowe korzyści obejmują:

Szybkie identyfikowanie typu przepływu: laminarny, przejściowy lub turbulentny
Wsparcie dla wielu płynów, w tym wody, powietrza, oleju i gazów
Opcje niestandardowego wprowadzania dla gęstości, lepkości i temperatury
Automatyczne konwersje jednostek dla wygody
Przejrzysty wynik z reżimem przepływu i szczegółowymi krokami obliczeń

Jak korzystać z kalkulatora liczby Reynoldsa

Postępuj zgodnie z tymi krokami, aby dokładnie obliczyć liczbę Reynoldsa:

Wybierz płyn z listy lub wybierz "Płyn niestandardowy", aby wprowadzić własne właściwości.
Wprowadź temperaturę i wybierz odpowiednią jednostkę (°C, °F lub K).
Jeśli używasz płynu niestandardowego, wprowadź jego gęstość i lepkość dynamiczną wraz z ich jednostkami.
Podaj prędkość przepływu i długość charakterystyczną, wybierając jednostki, które odpowiadają twoim danym.
Wybierz geometrię, która najlepiej reprezentuje twój scenariusz: rura, płyta płaska, kula lub cylinder.
Opcjonalnie, dostosuj precyzję dziesiętną i włącz lub wyłącz wyświetlanie kroków obliczeń.
Kliknij „Oblicz”, aby zobaczyć liczbę Reynoldsa i odpowiadający jej reżim przepływu.
Użyj przycisku „Resetuj”, aby wyczyścić wszystkie dane wejściowe i zacząć od nowa.

Zrozumienie wyników

Kalkulator wyświetli:

Liczba Reynoldsa: Wartość numeryczna wskazująca zachowanie przepływu
Reżim przepływu: Czy przepływ jest laminarny, przejściowy czy turbulentny na podstawie twoich danych wejściowych
Szczegółowe kroki: Rozbicie, jak wynik został obliczony (jeśli włączone)

Najczęściej zadawane pytania

Czym jest liczba Reynoldsa?

Liczba Reynoldsa to bezwymiarowa wartość używana do przewidywania zachowania przepływu płynów. Porównuje siły bezwładnościowe do sił lepkościowych w płynie.

Co oznaczają wartości?

Ogólnie:

Re < 2300: Przepływ laminarny w rurach
2300 < Re < 4000: Przepływ przejściowy w rurach
Re > 4000: Przepływ turbulentny w rurach

Inne geometrie, takie jak płyty płaskie, kule i cylindry, mają różne progi.

Czy mogę używać tego dla gazów?

Tak. Kalkulator obsługuje gazy, takie jak powietrze, wodór i metan, z właściwościami dostosowanymi do temperatury.

Co jeśli mój płyn nie jest wymieniony?

Wybierz "Płyn niestandardowy", aby ręcznie wprowadzić gęstość i lepkość swojego płynu.

Dlaczego temperatura ma znaczenie?

Temperatura wpływa zarówno na gęstość, jak i lepkość, które bezpośrednio wpływają na liczbę Reynoldsa.

Jak to narzędzie może Ci pomóc

Ten kalkulator zapewnia natychmiastową informację zwrotną na temat zachowania przepływu, pomagając Ci:

Projektować efektywne systemy płynów, takie jak rurociągi lub kanały HVAC
Ocenić stabilność przepływu w eksperymentach i symulacjach
Poprawić dokładność w pracy akademickiej lub zawodowej w dziedzinie mechaniki płynów

Oszczędzając czas i poprawiając niezawodność, staje się cennym zasobem dla każdego, kto pracuje z poruszającymi się płynami.