Число Рейнольдса. 
Теория тепломассопереноса в нефтегазовых и строительных технологиях

Число Рейнольдса является основным безразмерным параметром, характеризующим режим течения жидкости: ламинарный или турбулентный.

Течение несжимаемой жидкости, как известно (см. курс механики сплошных сред или гидродинамики) описывается уравнением Навье-Стокса, которое при отсутствии объемных сил имеет вид:

где v — скорость жидкости, р — давление, v — кинематическая вязкость жидкости: v = г]/р, г/ — динамическая вязкость, р — плотность жидкости.

Рассмотрим для простоты стационарное уравнение НавьеСтокса (3 v/3 t = 0):

Пусть I — характерный размер задачи, и — характерная скорость. Обозначим: Х = x/l, Y = y/l, Z = zll (безразмерные координаты), V = v/u (безразмерная скорость), Р = р! ри~ — безразмерное давление и подставим в (3.87):

Разделим обе части этого равенства на v/u, умножим на /² и обозначим:

тогда формула (3.87) принимает безразмерный вид:

Безразмерный параметр Re, определяемый формулой (3.88), называется числом Рейнольдса {Reynolds). Число Рейнольдса характеризует соотношение между инерционными силами и силами трения в жидкости и, как уже отмечалось, определяет режим течения: ламинарный или турбулентный. При ламинарном движении жидкость движется не перемешивающимися друг с другом слоями по линиям тока, которые следуют очертаниям стенки или канала; при этом перенос тепла от жидкости к стенке (или наоборот) в перпендикулярном к стенке направлении происходит за счет теплопроводности. При турбулентном течении скорость жидкости в каждой точке непостоянна, характер движения сложный, запутанный; изза непрерывного перемешивания нельзя выделить отдельные линии тока; теплопроводность «работает» только в тонком пограничном слое, а внутри потока перенос тепла идет за счет конвекции, т. е. значительно более интенсивно. Таким образом, режим течения жидкости весьма сильно влияет на интенсивность теплообмена, поэтому число Рейнольдса в задачах теплофизики, так же как и в задачах гидродинамики, имеет большое значение.