Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Casa » Numero di Reynolds

Numero di Reynolds

1883
  • Osborne Reynolds
Scena di laboratorio che illustra la meccanica dei fluidi e le applicazioni del numero di Reynolds.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Il numero di Reynolds ([latex]text{Re}[/latex]) è una quantità adimensionale nei fluidi mechanics Il numero di Reynolds viene utilizzato per prevedere i modelli di flusso rappresentando il rapporto tra le forze inerziali e le forze viscose. Bassi numeri di Reynolds caratterizzano un flusso laminare regolare e ordinato, mentre numeri di Reynolds elevati indicano un flusso turbolento caotico e ricco di vortici. È fondamentale per determinare il comportamento dinamico di un fluido e per la scalatura degli esperimenti.

Il numero di Reynolds è definito come [latex]\text{Re} = \frac{\rho u L}{\mu} = \frac{u L}{\nu}[/latex], dove [latex]\rho[/latex] è la densità del fluido, [latex]u[/latex] è una velocità caratteristica, [latex]L[/latex] è una dimensione lineare caratteristica, [latex]\mu[/latex] è la dinamica viscositàe [latex]\nu[/latex] è la viscosità cinematica. Le forze inerziali sono legate alla quantità di moto del fluido e tendono a far persistere il moto del fluido, mentre le forze viscose sono forze di attrito che tendono a resistere a questo moto e a smussare le perturbazioni. Quando le forze viscose dominano (basso valore di [latex],text{Re}[/latex]), qualsiasi perturbazione del flusso viene smorzata, dando luogo a un flusso laminare liscio e stratificato. Al contrario, quando dominano le forze inerziali ([latex]\text{Re}[/latex] alto), piccole perturbazioni possono crescere ed evolvere in vortici e gorghi caotici, portando alla turbolenza.

La transizione dal flusso laminare a quello turbolento non è brusca, ma si verifica tipicamente in un intervallo di numeri di Reynolds. Per il flusso in un tubo, questa transizione è generalmente osservata intorno a [latex]\text{Re} \circa 2300-4000[/latex]. Questa transizione ha un'enorme importanza pratica; ad esempio, il flusso turbolento in un tubo causa perdite di attrito significativamente più elevate e richiede una maggiore potenza di pompaggio rispetto al flusso laminare.

One of the most powerful applications of the Reynolds number is in the principle of dynamic similitude. If two geometrically similar flow situations have the same Reynolds number (and other relevant dimensionless numbers), their flow patterns will be dynamically similar. This allows engineers to test a small-scale model of an airplane in a wind tunnel and, by matching the Reynolds number, obtain results that accurately predict the forze aerodinamiche on the full-scale aircraft.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Meccanica

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • navier-stokes equazioni
  • studi sulla viscosità mediante newton e poisseuille
  • concetto di analisi dimensionale da Fourier e altri
  • osservazioni precedenti del flusso laminare e turbolento di gotthilf hagen

Applicazioni

  • progettazione delle ali degli aerei e degli scafi delle navi per gestire la turbolenza
  • modellazione del flusso sanguigno nel sistema circolatorio
  • ingegneria di condotte per petrolio e acqua
  • ridimensionamento dei problemi di dinamica dei fluidi da piccoli modelli a dimensioni reali nelle gallerie del vento
  • processi di miscelazione nell'ingegneria chimica

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • superfici intelligenti con micro-texture regolabili per controllare attivamente il numero di Reynolds e ridurre la resistenza
  • Strumenti diagnostici basati sull'intelligenza artificiale che analizzano la turbolenza del flusso sanguigno dalle scansioni MRI
  • modelli meteorologici che prevedono meglio la formazione degli uragani in base ai numeri di Reynolds atmosferici
  • reattori chimici ultra-efficienti che ottimizzano la miscelazione controllando i regimi di flusso
  • adaptive drone wings that change shape to maintain laminar flow across a range of speeds
  • autopulente pipes that induce periodic turbulence to scour away deposits
  • ventole di raffreddamento del computer silenziose progettate per funzionare appena al di sotto del numero di Reynolds critico
  • sistemi per prevedere la formazione di dune di sabbia su Marte
Correlato a: numero di Reynolds, flusso laminare, flusso turbolento, numero adimensionale, forze inerziali, forze viscose, fluidodinamica, similitudine dinamica.

Contesto storico

Numero di Reynolds

1877
1880
1882-01-01
1883
1884
1887
1888
1876
1877
1880
1882-01-01
1884
1885
1887
1889

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

Le immagini a grandezza naturale e i download sono disponibili, gratuitamente al 100%, solo per gli utenti registrati.

> Login <