اهمیت عدد رینولدز چیست؟

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
amirzarei069

نام: amir zarei

عضویت : شنبه ۱۳۹۹/۱۱/۱۸ - ۱۷:۰۳


پست: 8

سپاس: 1

جنسیت:

تماس:

اهمیت عدد رینولدز چیست؟

پست توسط amirzarei069 »

عدد رینولدز نسبت نیروهای اینرسی به نیروهای چسبناک درون سیال است که به دلیل سرعتهای مختلف سیال تحت حرکت داخلی نسبی قرار می گیرد

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 728

سپاس: 427

جنسیت:

تماس:

Re: اهمیت عدد رینولدز چیست؟

پست توسط rohamjpl »

عدد رینولدز نسبت نیروهای اینرسی به نیروهای چسبناک درون سیال است که به دلیل سرعتهای مختلف سیال تحت حرکت داخلی نسبی قرار می گیرد. ... این حرکت نسبی اصطکاک مایع ایجاد می کند ، که عاملی در ایجاد جریان آشفته است.عدد رینولدز نشان دهنده چیست؟
عدد رینولدز نسبت نیروهای اینرسی به نیروهای چسبناک درون سیال است که به دلیل سرعتهای مختلف سیال تحت حرکت داخلی نسبی قرار می گیرد. منطقه ای که این نیروها تغییر رفتار می دهند به عنوان یک لایه مرزی شناخته می شود ، مانند سطح محدود کننده در داخل لوله.
چگونه عدد رینولدز با فشار ارتباط دارد؟
عدد رینولدز (Re) نسبت مقاومت اینرسی به مقاومت ویسکوز برای یک سیال در حال جریان است. عدد رینولدز یک عامل غیربعدی (بدون واحد) حاکم بر مقاومت ناشی از ویسکوزیته (از جمله سایر موارد) است. ... مقایسه تلفات فشار ناشی از اصطکاک ویسکوز با سرعت جریان از طریق یک لوله افقی.
تعداد رینولدز و نیروی اینرسی
عدد رینولدز به عنوان نسبت نیروهای اصلی "به نیروهای چسبناک" تعریف می شود.
$Re = \frac{\text{Inertial Forces}}{\text{Viscous Forces}}$
اکنون نیروهای چسبناک برای من منطقی هستند. آنها نیروهای برشی اصطکاکی هستند که به دلیل حرکت نسبی لایه های مختلف در یک سیال در حال جریان بوجود می آیند ، در نتیجه مقدار اصطکاک متفاوت ، از این رو ، مقادیر مختلف ویسکوزیته ایجاد می شود.همانطور که از نام آن پیداست ، نیروی اینرسی نیروی ناشی از حرکت مایع است. این معمولاً در معادله حرکت با واژه$(\rho v)v$ بیان می شود. بنابراین ، هرچه سیال چگالتر باشد ، و هرچه سرعت آن بیشتر باشد ، حرکت (اینرسی) بیشتری دارد. همانطور که در مکانیک کلاسیک ، نیرویی که بتواند این نیروی اینرسی را خنثی یا متعادل کند ، نیروی اصطکاک (تنش برشی) است. در مورد جریان سیال ، این توسط قانون نیوتون ، $\tau_x = \mu \frac{dv}{dy}$ نشان داده می شود. این فقط به ویسکوزیته و شیب سرعت بستگی دارد. سپس ،$Re = \frac{\rho v L}{\mu}$ ، مقیاسی است که نیرو برای یک شرایط جریان خاص غالب است.
نیروهای اینرسی همان چیزی هستند که باعث ایجاد فشار دینامیکی می شوند. روش دیگر برای مشاهده شماره رینولدز با نسبت فشار دینامیکی ρu2 و تنش برشی $μ v/ L$است و می تواند به صورت زیر بیان شود:
$Re =\frac{\rho u^2} {μ v/ L} = \frac{ u L} {\nu}$
در تعداد بسیار زیاد رینولدز ، حرکت مایع باعث تشکیل گرداب ها و پدیده های تلاطم می شود.
چرا عدد رینولدز "همان شکلی است که وجود دارد؟
عدد رینولدز ، با چگالی ρ ، مقدار سرعت ، μ گرانروی و L مقیاس طول مشخصه (به عنوان مثال ارتفاع کانال یا قطر لوله) توسط
$\text{Re}=\frac{\rho~u~L}{\mu}.$
این یک رابطه بدون بعد از نسبت نیروهای اینرسی $\rho u u$ به نیروهای چسبناک $\mu\frac{u}{L}$ است. بنابراین اهمیت نسبی نیروهای اینرسی را برای نیروهای چسبناک نشان می دهد.
در شرایط آرام ، نیروهای چسبناک غالب هستند (به عنوان مثال Re≪1) در حالی که در رژیم آشفته ، نیروهای اینرسی غالب هستند (به عنوان مثال Re≫1). در انتقال از جریان آرام به تلاطم ، نیروهای اینرسی شروع به غلبه بر نیروهای چسبناک می کنند که به این معنی است که ویسکوزیته دیگر نمی تواند شیب های سرعت را به جریان آرام صاف (به استثنای نزدیک به یک مرز که هنوز هم مهم هستند) صاف کند و اینرسی جریان باعث این "سفر" به خودی خود باعث گردابه ها و به طور کلی رفتار آشفته همراه با تلاطم است.
عدد رینولدز شیوه تجزیه و تحلیل بعدی معادلات هیدرودینامیکی حاکم بر جریان است (به عنوان مثال معادلات ناویر-استوکس). فرض کنید یک جریان ثابت داشته باشید (به عنوان مثال $\partial_t\mathbf{u}=0$
$\rho~\mathbf{u}\cdot\mathbf{\nabla}\mathbf{u}=-\mathbf{\nabla}p + \mu~\mathbf{\nabla}^2\mathbf{u}.$
با تعریف $\bar{x}=\frac{x}{L}$,$\bar{\mathbf{u}}=\frac{\mathbf{u}}{U}$,$\bar{p}=\frac{p}{P}$که U و P به ترتیب مقیاس های سرعت و فشار هستند ، غیربعدی سازی می کنیم:
$\rho~\frac{U^2}{L}~\bar{\mathbf{u}}\cdot\bar{\mathbf{\nabla}}\bar{\mathbf{u}}=-\frac{P}{L}~\bar{\mathbf{\nabla}}\bar{p} + \mu \frac{U}{L^2}~\bar{\mathbf{\nabla}}^2\bar{\mathbf{u}}$
ما می توانیم این کار را با تقسیم بر $\mu\frac{U}{L^2}$ و تعریف $P=\mu\frac{U}{L}$ ساده کنیم تا بدست آوریم:
$\text{Re}~\bar{\mathbf{u}}\cdot\bar{\mathbf{\nabla}}\bar{\mathbf{u}}=-\bar{\mathbf{\nabla}}\bar{p} + \bar{\mathbf{\nabla}}^2\bar{\mathbf{u}}$
که عدد رینولدز را نشان می دهد. برای Re≪1 ، جایی که ویسکوزیته غالب است ، می بینیم که اصطلاح همرفتی در سمت چپ در مقایسه با شیب فشار و تنش گرانروی فشار در سمت راست ناچیز است.
برای Re≫1 می توانیم همین کار را انجام دهیم ، مگر اینکه پس از تقسیم بر $\rho\frac{U^2}{L}$و تعریف $P=\rho U^2$برای بدست آوردن:
$\bar{\mathbf{u}}\cdot\bar{\mathbf{\nabla}}\bar{\mathbf{u}}=-\bar{\mathbf{\nabla}}\bar{p} + \frac{1}{\text{Re}}\bar{\mathbf{\nabla}}^2\bar{\mathbf{u}}$
حال تنسور تنش چسبناک در سمت راست در مقایسه با شیب فشار و مدت همرفت در سمت چپ ناچیز می شود.
توجه داشته باشید که مقیاس فشار مشخصه P بسته به اینکه در کدام رژیم قرار داشتیم در یک مقیاس چسبناک و اینرسی تعریف شده است. این ضروری است زیرا لازم است که گرادیان فشار بدون بعد از نظم حداقل یک اصطلاح دیگر باشد.
همچنین توجه داشته باشید که تلاطم واقعی ذاتاً ناپایدار است ، رفتار من در مورد معادلات ثابت ناویر-استوکس برای رژیم های مختلف این بود که بر روی نقش عدد رینولدز تمرکز کنم و صرفاً برای کوتاه نگه داشتن آن تا آنجا که ممکن است.
برای همان غلظت ، با افزایش دما ، عدد حیاتی رینولدز افزایش می یابد و بنابراین دامنه کاهش انتقال حرارت بزرگ می شود. ... افزایش غلظت باعث افزایش عدد بحرانی رینولدز و همچنین دمای بحرانی می شود.دما چگونه بر تعداد رینولدز تأثیر می گذارد؟
برای همان غلظت ، با افزایش دما ، عدد حیاتی رینولدز افزایش می یابد و بنابراین دامنه کاهش انتقال حرارت بزرگ می شود. با این حال ، هنگامی که دما بیش از مقدار بحرانی بستگی به غلظت مربوطه دارد ، عدد حیاتی رینولدز با کاهش دما شروع می شودhope I help you I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile016 smile072
تصویر

ارسال پست