Reynoldsovo číslo

Reynoldsovo číslo je bezrozměrná veličina, která dává do souvislosti setrvačné síly a viskozitu (tedy odpor prostředí v důsledku vnitřního tření). Je pomocí něj možné určit, zda je proudění tekutiny laminární, nebo turbulentní. Čím je Reynoldsovo číslo vyšší, tím nižší je vliv třecích sil částic tekutiny na celkový odpor.

Reynoldsovo číslo je pravděpodobně nejznámější z tzv. podobnostních čísel.^[zdroj?]

Význam a využití

K rozlišení laminárního proudění od turbulentního (při proudění trubicí) se používá Reynoldsovo číslo dané vztahem

${\displaystyle {\mbox{Re}}={\frac {v_{s}d}{\nu }}}$,

kde ${\displaystyle d}$ označuje hydraulický průměr trubice, ${\displaystyle v_{s}}$ je střední hodnota rychlosti proudění kapaliny v daném průřezu a ${\displaystyle \nu }$ je kinematická viskozita. Pro velké hodnoty ${\displaystyle {\mbox{Re}}}$ je proudění turbulentní, pro nízké hodnoty je proudění laminární. Při ${\displaystyle {\mbox{Re}}\to \infty }$ je proudění potenciálové.^[zdroj?]

Hranice mezi těmito dvěma případy se označuje jako kritická hodnota Reynoldsova čísla. Tato hodnota je pro různé kapaliny a různé typy potrubí různá a zjišťuje se experimentálně. Kritická hodnota se obvykle pohybuje kolem hodnoty 2000.

Pro proudění vody v uzavřených profilech (potrubích) mluvíme o laminárním proudění jestliže Re < 2320, pro otevřená koryta se uvažuje laminární proudění pro Re < 580. Horní rozhraní však je velmi nejednoznačné, podstatnou měrou záleží na tom, jakým způsobem a jakou rychlostí je rychlost proudění zvyšována, při pozvolném zvyšování rychlosti se laminární režim dokáže při tlakovém proudění uchovat až asi do Re = 13800^[1], v otevřených korytech do ca Re = 3450. Při větších hodnotách Re je proudění prakticky vždy turbulentní. Turbulentní proudění se při snižování rychlosti naopak zachová, pokud vzniklo, pro Re > 4000. V intervalu 2320 < Re < 4000 je tzv. přechodná oblast mezi laminárním a turbulentním prouděním.

Reynoldsovo číslo má velký význam při studiu odporů, které vznikají prouděním kapaliny v potrubí i korytech nebo při obtékání těles. Podobně má Reynoldsovo číslo významný vliv na řadu dalších hydraulických veličin.

Reynoldsovo číslo lze použít například při testování nových letadel. Postavíme-li přesnou kopii testovaného stroje v měřítku 1:4 pak je třeba vynásobit rychlost obtékání vzduchem také čtyřikrát. S využitím Reynoldsova čísla můžeme však také simulovat obtékání testovaného stroje pomocí vody či jiné tekutiny. Důležité je, aby zůstal zachován poměr třecích a setrvačných sil objektu. Právě to nám umožňuje znalost Reynoldsova čísla. Těmito problémy se zabývá tzv. teorie podobnosti.

Typické hodnoty Reynoldsova čísla

Související články

• Laminární proudění
• Turbulentní proudění
• Podobnostní číslo
• Osborne Reynolds

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Reynoldsovo číslo na Wikimedia Commons

Reference