حاسبة رقم رينولدز — تحديد نظام الجريان

رقم رينولدز ونظام الجريان

رقم رينولدز (Re) هو عدد لا بُعدي يُحدد طبيعة الجريان في الأنبوب: هل هو صفائحي (منتظم) أم مضطرب (فوضوي). هذا التصنيف مهم لأنه يؤثر على خسائر الاحتكاك واختيار المعادلات المناسبة.

المعادلة

Re = ρ × v × D / μ

• ρ: كثافة السائل (kg/m³)
• v: سرعة التدفق المتوسطة (m/s)
• D: القطر الداخلي للأنبوب (m)
• μ: اللزوجة الديناميكية (Pa·s). للماء عند 20°C: 0.001 Pa·s. راجع جدول خصائص السوائل

المعنى الفيزيائي: Re يمثل نسبة قوى القصور الذاتي إلى قوى اللزوجة. Re عالي يعني أن القصور الذاتي (الحركة) يغلب اللزوجة (المقاومة).

تصنيف نظام الجريان

تأثير نظام الجريان على معامل الاحتكاك

• جريان صفائحي: f = 64 / Re — بسيط ودقيق، لا يعتمد على خشونة الأنبوب
• جريان مضطرب: يُحسب من معادلة كولبروك-وايت — يعتمد على Re و ε/D معاً

في معظم تطبيقات المضخات، الجريان مضطرب (Re > 10,000). الجريان الصفائحي نادر ويحدث فقط مع السوائل اللزجة جداً (زيوت، جلسرين) أو السرعات المنخفضة جداً.

مثال عملي

ماء عند 20°C (ρ=998 kg/m³, μ=0.001 Pa·s) في أنبوب DN50 (D=50.8mm) بتدفق 5 m³/h:

1. سرعة: v = Q/A = (5/3600) / (π×0.0508²/4) = 0.685 m/s
2. Re = 998 × 0.685 × 0.0508 / 0.001 = 34,730
3. نظام الجريان: مضطرب (Re >> 4000)

بعد تحديد Re، يمكنك حساب معامل الاحتكاك ثم خسائر الأنابيب.