Reynoldsov broj

Reynoldsove zabilješke o trenutku prelaska iz laminarnog u turbulentno strujanje fluida.

Turbulentno strujanje na krilu zrakoplova.

Reynoldsov broj (oznaka Re) je bezdimenzijska značajka koja služi kao kriterij prema kojemu se može utvrditi hoće li u danim okolnostima nastupiti laminarno ili turbulentno strujanje fluida. Općenito je:

$\mathrm{R}\mathrm{e}=\frac{\rho \cdot 𝐯\cdot l}{\eta }=\frac{𝐯\cdot l}{\nu }$

gdje je:

• $𝐯$ - najveća brzina strujanja fluida (SI mjerna jedinica: m/s);
• $l$ - odabrana duljina, na primjer duljina cijevi, srednja duljina tetive krila zrakoplova i slično (m);
• $\eta$ - dinamička viskoznost fluida (Pa·s ili N·s/m² ili kg/(m·s));
• $\mathit{\nu }$ - kinematička viskoznost fluida ($\mathit{\nu }=\eta /\rho$) (m²/s);
• $\rho$ - gustoća fluida (kg/m³).

Uz Machov i Prandtlov broj, Reynoldsov je broj glavni kriterij ponašanja fluida u aerodinamici i hidrodinamici (mehanika fluida).

Brzina kod koje nastaje turbulentno strujanje zove se kritična brzina. Osborne Reynolds je pokusima utvrdio da prijelaz iz laminarnog u turbulentno strujanje ovisi o brzini tekućine i o njezinoj viskoznosti. Isto je tako pokusima ustanovljeno da je za vrijednost Reynoldsovog broja manjeg od 2 320 strujanje kroz glatku cijev laminarno, a za vrijednost Reynoldsovog broja većeg od 2 320 strujanje kroz glatku cijev je turbulentno. Postoje ekstremni slučajevi, npr. kod tanke glatke kapilare laminarno strujanje je još uvijek pri Re = 50 000, dok primjerice kod izrazito hrapave površine turbulentno strujanje nastupa pri Re < 2 320. Poznavanje Reynoldsovog broja vrlo je važno kod proračuna cijevi jer prilikom turbulentnog strujanja može nastati njihovo pucanje.

Strujanje

Strujanje je gibanje tekućine ili plina (fluida). Prema putanji strujanja razlikuje se laminarno i turbulentno strujanje. Kod laminarnoga strujanja sve čestice u istom sloju fluida imaju istu brzinu, to jest svi slojevi fluida gibaju se paralelno i fluid se nužno giba sporo. Kada brzina poraste, slojevi se miješaju i strujanje postaje turbulentno. Prema promjenljivosti brzine razlikuje se: stacionarno strujanje, kod kojega je količina tvari koja prođe kroz svaki presjek konstantna, i nestacionarno strujanje, kod kojega se ta količina mijenja. Ovisno o tome stvaraju li se pri strujanju vrtlozi; razlikuje se vrtložno i potencijalno strujanje. Strujanje je vrtložno ako se stvaraju vrtlozi, a ako se vrtlozi ne stvaraju, brzina strujanja može se prikazati s pomoću takozvane potencijalne funkcije pa se takvo strujanje naziva potencijalno.

Prijenos topline strujanjem je konvekcija.