Reynoldsin luku

Wikipedia

Reynoldsin luku on tärkeä dimensioton suhdeluku virtausmekaniikassa. Se saadaan jakamalla fluidiosaseen vaikuttava inertiavoima osasen muodonmuutosta vastustavilla voimilla. Reynoldsin luku on nimetty fyysikko Osborne Reynoldsin mukaan, joka esitti sen vuonna 1883.

Reynoldsin luvulle voidaan osoittaa kaava

, missä

• v_s on virtauksen nopeus
• L on virtausta luonnehtiva pituus (esimerkiksi keskisyvyys)
• ρ on virtauksen väliaineen tiheys
• μ on virtauksen väliaineen viskositeetti eli sisäinen kitka
• ν (kreikkalainen kirjain nyy) on väliaineen kinemaattinen viskositeetti: ν = μ / ρ

Jos Reynoldsin luku on pieni, ovat osasen muodonmuutosta vastustavat voimat merkittäviä. Tällöin virtaus on laminaarinen: se pysyy paremmin koossa. Vastaavasti jos Reynoldsin luku on suuri, virtaus on turbulenttinen. Tällöin sisäisen kitkan vaikutus virtauksessa on pieni eivätkä fluidiosasten liikeradat ole yhdensuuntaisia. Avoimen uoman virtaus on laminaarista jos Reynoldsin luku on pienempi kuin 500 ja turbulenttista, jos se on suurempi kuin 1 000–2 000.

Se, että virtaus pystyy kuljettamaan mukanaan väliainetta tiheämpiä hiukkasia perustuu turbulenssiin.

[muokkaa] Elintarviketeknologiassa

Elintarviketeknologiassa fluidin käyttäytymisellä on tärkeä osa lämmön siirtymisessä ja sekoitusoperaatioissa. Turbulentti virtaus aiheuttaa putken sisäpinnalle ohuemman kalvon kuin laminaarinen virtaus ja mahdollistaa siten suuremman lämmön siirtymisen.

Elintarviketeknologiassa Reynoldsin luku merkitään muotoon^[1]:

, missä

• D on putken läpimitta metreissä,
  
• v on fluidin keskimääräinen virtausnopeus metreinä sekunnissa,
  
• ρ on fluidin tiheys ja
  
• μ on fluidin viskositeetti.

Elintarviketeknologiassa Reynoldsin luku tulkitaan seuraavasti:

• alle 2100: laminaarinen virtaus
• 2100–4000: ajoittain laminaarinen, ajoittain turbulenttinen
• yli 4000: turbulenttinen virtaus

[muokkaa] Viitteet

1. ↑ Fellows, P.J.: Food processing technology. Cambridge: Woodhead Publishing Ltd, 2000. ISBN 1-85573-533-4.