Liczba Reynoldsa - Polski Serwis Naukowy

Liczba Reynoldsa (ang. Reynolds number) – jedna z liczb podobieństwa stosowanych w mechanice płynów (hydrodynamice, aerodynamice i reologii). Liczba ta pozwala oszacować występujący podczas ruchu płynu stosunek sił czynnych (sił bezwładności) do sił biernych związanych z tarciem wewnętrznym w płynie przejawiającym się w postaci lepkości.

Lepkość (tarcie wewnętrzne) - właściwość płynów i plastycznych ciał stałych charakteryzująca ich opór wewnętrzny przeciw płynięciu. Lepkością nie jest opór przeciw płynięciu powstający na granicy płynu i ścianek naczynia. Lepkość jest jedną z najważniejszych cech płynów (cieczy i gazów).
Metr to jednostka podstawowa długości w układach: SI, MKS, MKSA, MTS, oznaczenie m. Metr został określony 26 marca 1791 roku we Francji, ze względu na potrzebę korzystania z dziesiętnego systemu miar[potrzebne źródło]. W myśl definicji zatwierdzonej przez XVII Generalną Konferencję Miar i Wag w 1983 jest to odległość, jaką pokonuje światło w próżni w czasie 1/299 792 458 s.

Liczba Reynoldsa stosowana jest jako podstawowe kryterium stateczności ruchu płynów.

Definicja

Liczba Reynoldsa zdefiniowana jest w sposób: $\mbox{Re} \; \stackrel{\rm df}{=} \; \frac{\varrho \cdot u \cdot l}{\mu}$

lub równoważnie: $\mbox{Re} \; \stackrel{\rm df}{=} \; \frac{u \cdot l}{\nu}$

gdzie:

$\, \varrho \,$ – gęstość płynu (kg/m³),

$\, u \,$ – prędkość charakterystyczna płynu (m/s),

$\, l \,$ – wymiar charakterystyczny zagadnienia (m),

$\, \mu \,$ – lepkość dynamiczna płynu (Pa·s lub N·s/m² lub kg/m·s),

$\, \nu \,$ – lepkość kinematyczna płynu (m²/s).

Przez prędkość charakterystyczną płynu należy rozumieć prędkość uśrednioną odnoszącą się do całości zagadnienia, a nie wybraną prędkość lokalną. Na przykład przy przepływie przez rurę jest to prędkość średnia w rurze, a nie prędkość w osi rury czy też na jej ściance. Przy opływie kulki jest to prędkość niezaburzonego napływającego strumienia płynu, a nie prędkość na ściance kulki.

Liczby podobieństwa, zwane też liczbami kryterialnymi - to bezwymiarowe współczynniki stosowane w równaniach zachowania, opisujące układy fizyczne i sprowadzone do postaci bezwymiarowej, definiowane zwykle jako stosunek łatwo mierzalnych wielkości wymiarowych lub jako stosunek wyrazów opisuących dany proces w równaniach (np. liczba Reynoldsa jest stosunkiem członu adwekcyjnego do członu dyfuzyjnego w równaniu Naviera-Stokesa). Służą one zwykle do upraszczania rachunków fizycznych i inżynieryjnych, a ich wartość pozwala często na łatwe charakteryzowanie natury opisywanych przez nie zjawisk (jeżeli dwa układy posiadają taką samą wartość liczby bezwymiarowej, opisującej konkretny układ to znaczy, że układy te są dynamicznie podobne).
Sekunda (łac. secunda – następna, najbliższa) – jednostka czasu, jednostka podstawowa większości układów jednostek miar np. SI, MKS, CGS – oznaczana s (bez kropki na końcu).

Przez wymiar charakterystyczny zagadnienia należy rozumieć wymiar zjawiska o charakterze pewnej odległości mającej bezpośredni wpływ na stateczność ruchu płynu. Na przykład przy przepływie przez rurę okrągłą jest to średnica rury, a nie jej długość, gdyż utrata stateczności ruchu w rurze nie zależy od jej długości lecz od jej średnicy. W przypadku opływu kulki jest to średnica kulki. W przypadku opływu cylindra o dużej długości w porównaniu z jego średnicą jest to średnica cylindra. Niekiedy ustalenie, co jest wymiarem charakterystycznym zagadnienia jest problematyczne i może być przedmiotem kontrowersji, jak na przykład w przypadku przepływu płynu w ośrodku porowatym, w którym występują krzywoliniowe kanały porowe o zmiennej średnicy i krętości.

Kilogram – jednostka masy, jednostka podstawowa układu SI, oznaczana kg. Jest to masa międzynarodowego wzorca (walca o wysokości i średnicy podstawy 39 mm wykonanego ze stopu platyny z irydem) przechowywanego w Międzynarodowym Biurze Miar w Sèvres koło Paryża. Wzorzec kilograma został usankcjonowany uchwałą I Generalnej Konferencji Miar (Conférence Générale des Poids et Mesures, CGPM) w 1889.
Hydromechanika - dział mechaniki płynów zajmujący się prawami stanu równowagi i ruchu cieczy oraz mechanicznym oddziaływaniem cieczy na ciała stałe (ścianki ciała opływane przez ciecz). Hydromechanika obejmuje hydrostatykę, hydrodynamikę, hydraulikę i hydrometrię.

Gęstość płynu oraz jego lepkość dynamiczna i kinematyczna są parametrami fizycznymi płynu istniejącymi niezależnie od jego ruchu i są one najczęściej jednoznacznie określone w przypadku konkretnej substancji, choć i w tej materii zdarzają się niekiedy wątpliwości i kontrowersje.

Metr kwadratowy (symbol: m2) – jednostka pola powierzchni w układzie SI. 1 metr kwadratowy to pole równe polu kwadratu o boku 1 metra. W zestawie znaków Unicode metr kwadratowy ma kod: 33A1.
Metr sześcienny (symbol: m3) – pochodna jednostka objętości w układzie SI. Jest to objętość jaką zajmuje sześcian o krawędzi długości jednego metra.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)