Engineeringميكانيكا الموائعA-Level
AQAEdexcelOCRBritish ColumbiaVictoriaCBSEGCE A-LevelGCE O-Level

عدد رينولدز

التنبؤ بنظام التدفق (صفائحي/مضطرب).

Understand the formulaSee the free derivationOpen the full walkthrough

This public page keeps the free explanation visible and leaves premium worked solving, advanced walkthroughs, and saved study tools inside the app.

Core idea

Overview

عدد رينولدز هو كمية بلا أبعاد تستخدم للتنبؤ بأنماط تدفق السوائل عن طريق حساب نسبة قوى القصور الذاتي إلى القوى اللزجة. وهو المعيار الأساسي لتحديد ما إذا كان التدفق صفائحياً، حيث يتحرك السائل في طبقات ناعمة، أو مضطرباً، ويتميز بتقلبات فوضوية في الضغط والسرعة.

When to use: استخدم هذه المعادلة عند وصف أنظمة التدفق في الأنابيب، أو فوق الأجنحة الهوائية، أو حول الأجسام المغمورة لتحديد ما إذا كانت اللزوجة أو القصور الذاتي هي السائدة. تفترض هذه المعادلة سائلًا نيوتونيًا وتتطلب مقياس طول مميزًا محددًا خاصًا بالهندسة، مثل قطر الأنبوب أو طول وتر الجناح.

Why it matters: إنها ضرورية لقياس التجارب من النماذج الصغيرة إلى التصاميم الهندسية بالحجم الكامل ولحساب معاملات السحب وانتقال الحرارة. يساعد فهم الانتقال إلى الاضطراب المهندسين على تحسين كفاءة الطاقة في أنظمة الضخ وتحسين الأداء الديناميكي الهوائي.

Symbols

Variables

Re = Reynolds Number, = Density, v = Velocity, L = Char. Length, = Dyn. Viscosity

Re
Reynolds Number
Variable
Density
Velocity
m/s
Char. Length
Dyn. Viscosity
Pa s

Walkthrough

Derivation

فهم رقم رينولدز

رقم رينولدز هو مقياس لا بعدي يستخدم للتنبؤ ما إذا كان التدفق طبقيًا أم مضطربًا عن طريق مقارنة التأثيرات القصور الذاتي واللزوجة.

  • السائل نيوتوني (لزوجة ثابتة).
  • الطول المميز L يمثل الهندسة الرئيسية (غالبًا قطر الأنبوب).
1

تعريفه كنسبة قوى:

Re الكبير يعني أن القصور الذاتي يهيمن (الاضطراب أكثر احتمالاً)؛ Re الصغير يعني أن اللزوجة تهيمن (التدفق الطبقي أكثر احتمالاً).

2

ذكر الصيغة القياسية:

هنا هي الكثافة، v هي السرعة، L هو الطول المميز، و هي اللزوجة الديناميكية.

Note: بالنسبة لتدفق الأنابيب، دليل تقريبي: Re < 3000 طبقي، Re > 4000 مضطرب، مع وجود منطقة انتقالية بينهما.

Result

Source: Standard curriculum — A-Level Fluid Mechanics

Free formulas

Rearrangements

Solve for

اجعل rho موضوع المعادلة

أعد ترتيب المعادلة لجعل rho موضوع المعادلة.

Difficulty: 2/5

Solve for

اجعل v موضوع المعادلة

أعد ترتيب المعادلة لجعل v موضوع المعادلة.

Difficulty: 2/5

Solve for

اجعل L موضوع المعادلة

أعد ترتيب المعادلة لجعل L موضوع المعادلة.

Difficulty: 2/5

Solve for

اجعل mu موضوع المعادلة

أعد ترتيب المعادلة لجعل mu موضوع المعادلة.

Difficulty: 2/5

The static page shows the finished rearrangements. The app keeps the full worked algebra walkthrough.

Why it behaves this way

Intuition

تصور الصراع بين ميل السائل للاستمرار في الحركة في خط مستقيم (القصور الذاتي) ولزوجته الداخلية التي تحاول تنعيم أي حركة فوضوية (اللزوجة).

Term
نسبة لا بعدية للقوى القصور الذاتي إلى القوى اللزجة
يشير Re الأعلى إلى أن القصور الذاتي يهيمن، مما يفضل التدفق المضطرب؛ يشير Re الأدنى إلى أن اللزوجة تهيمن، مما يفضل التدفق الطبقي.
Term
كثافة السائل (الكتلة لكل وحدة حجم)
السوائل الأكثر كثافة لديها زخم أكبر، مما يزيد من قوى القصور الذاتي ويعزز الاضطراب.
Term
سرعة التدفق المميزة
التدفق الأسرع يعني زخمًا أكبر، مما يزيد من قوى القصور الذاتي ويعزز الاضطراب.
Term
بعد خطي مميز (مثل قطر الأنبوب، وتر الجناح)
الأبعاد الأكبر توفر مساحة أكبر لاضطرابات التدفق للنمو، مما يزيد من التأثيرات القصور الذاتي ويعزز الاضطراب.
Term
اللزوجة الديناميكية للسائل (مقاومة التدفق المقطعي)
اللزوجة الأعلى تعني أن السائل يقاوم التشوه بقوة أكبر، مما يخمد الاضطرابات ويعزز التدفق الطبقي.

Free study cues

Insight

Canonical usage

عدد رينولدز لا بعدي؛ لذلك، يجب التعبير عن جميع الكميات المكونة بنظام وحدات متماسك (مثل النظام الدولي أو الإمبراطوري) بحيث تلغي وحداتها بعضها البعض لإنتاج رقم نقي.

Dimension note

عدد رينولدز هو كمية لا بعدية، مما يعني أنه ليس له وحدات فيزيائية. تعتمد قيمته فقط على الاستخدام المتسق للوحدات لكمياته الفيزيائية المكونة.

Ballpark figures

  • Quantity:

One free problem

Practice Problem

يتدفق سائل بكثافة 1000 كجم/م³ عبر أنبوب بقطر 0.1 م بسرعة 2.0 م/ث. إذا كانت اللزوجة الديناميكية 0.001 باسكال·ث، احسب عدد رينولدز.

Hint: أدخل القيم مباشرة في الصيغة: Re = (رو ×في ×إل) / مو.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

Where it shows up

Real-World Context

في سياق التحقق مما إذا كان التدفق في الأنبوب مضطربًا، تُستخدم معادلة عدد رينولدز لتحويل القياسات إلى قيمة يمكن تفسيرها. وتكمن أهمية الناتج في أنه يساعد على فحص أبعاد التصميم أو الأداء أو هامش الأمان قبل الاعتماد على النتيجة.

Study smarter

Tips

  • تأكد من أن جميع الوحدات متناسقة عبر المتغيرات لضمان أن النتيجة بلا أبعاد حقًا.
  • حدد الطول المميز الصحيح بناءً على بيئة التدفق، مثل القطر الهيدروليكي للمجاري غير الدائرية.
  • كن على علم بأن أعداد رينولدز الحرجة للانتقال تختلف بشكل كبير بين تدفق الأنابيب الداخلية والتدفق الخارجي على الأسطح.

Avoid these traps

Common Mistakes

  • استخدام اللزوجة الحركية بدلاً من μ.
  • نسيان استخدام الأمتار للطول.

Common questions

Frequently Asked Questions

رقم رينولدز هو مقياس لا بعدي يستخدم للتنبؤ ما إذا كان التدفق طبقيًا أم مضطربًا عن طريق مقارنة التأثيرات القصور الذاتي واللزوجة.

استخدم هذه المعادلة عند وصف أنظمة التدفق في الأنابيب، أو فوق الأجنحة الهوائية، أو حول الأجسام المغمورة لتحديد ما إذا كانت اللزوجة أو القصور الذاتي هي السائدة. تفترض هذه المعادلة سائلًا نيوتونيًا وتتطلب مقياس طول مميزًا محددًا خاصًا بالهندسة، مثل قطر الأنبوب أو طول وتر الجناح.

إنها ضرورية لقياس التجارب من النماذج الصغيرة إلى التصاميم الهندسية بالحجم الكامل ولحساب معاملات السحب وانتقال الحرارة. يساعد فهم الانتقال إلى الاضطراب المهندسين على تحسين كفاءة الطاقة في أنظمة الضخ وتحسين الأداء الديناميكي الهوائي.

استخدام اللزوجة الحركية بدلاً من μ. نسيان استخدام الأمتار للطول.

في سياق التحقق مما إذا كان التدفق في الأنبوب مضطربًا، تُستخدم معادلة عدد رينولدز لتحويل القياسات إلى قيمة يمكن تفسيرها. وتكمن أهمية الناتج في أنه يساعد على فحص أبعاد التصميم أو الأداء أو هامش الأمان قبل الاعتماد على النتيجة.

تأكد من أن جميع الوحدات متناسقة عبر المتغيرات لضمان أن النتيجة بلا أبعاد حقًا. حدد الطول المميز الصحيح بناءً على بيئة التدفق، مثل القطر الهيدروليكي للمجاري غير الدائرية. كن على علم بأن أعداد رينولدز الحرجة للانتقال تختلف بشكل كبير بين تدفق الأنابيب الداخلية والتدفق الخارجي على الأسطح.

References

Sources

  1. Bird, R. Byron; Stewart, Warren E.; Lightfoot, Edwin N. (2007). Transport Phenomena (2nd ed.). John Wiley & Sons.
  2. Incropera, Frank P.; DeWitt, David P.; Bergman, Theodore L.; Lavine, Adrienne S. (2007). Fundamentals of Heat and Mass Transfer (6th ed.).
  3. Wikipedia: Reynolds number
  4. IUPAC Gold Book: Reynolds number
  5. Britannica: Reynolds number
  6. IUPAC Gold Book: Dynamic viscosity
  7. Incropera, F. P., DeWitt, D. P., Bergman, T. L., & Lavine, A. S. (2007). Fundamentals of Heat and Mass Transfer (6th ed.).
  8. Bird, R. B., Stewart, W. E., & Lightfoot, E. N. (2007). Transport Phenomena (2nd ed.). John Wiley & Sons.