Reynolds Sayısı Nedir?
Reynolds sayısı (Re), bir borudaki akışkan akışının düzgün ve düzenli (laminer) mi yoksa kaotik ve karışmalı (türbülanslı) mı olacağını öngören boyutsuz bir büyüklüktür. Hareket eden akışkan içindeki atalet kuvvetlerinin viskoz kuvvetlere oranını ifade eder. Akış rejimi; basınç düşüşünü, ısı transferini ve karışma davranışını belirlediği için mühendisler boru hatları, pompalar, ısı eşanjörleri ve HVAC sistemleri tasarlarken bu sayıyı sürekli kullanır.
Bu Hesaplama Aracı Nasıl Kullanılır?
Dört değer girin: akışkan yoğunluğu \(\rho\) (kg/m³), ortalama akış hızı \(v\) (m/s), borunun iç çapı \(D\) (m) ve dinamik viskozite \(\mu\) (Pa·s). Araç, Reynolds sayısını hesaplar ve akış rejimini sınıflandırır. Oda sıcaklığındaki su için \(\rho \approx 1000\) kg/m³ ve \(\mu \approx 0{,}001\) Pa·s alınır.
Formülün Açıklaması
Temel denklem şudur: $$Re = \frac{\text{Yoğunluk }\rho \cdot \text{Hız }v \cdot \text{Çap }D}{\text{Viskozite }\mu}$$ Pay kısmı atalet momentumunu temsil eder (daha geniş bir boruda akan daha ağır ve daha hızlı akışkan saptırılmaya karşı direnç gösterir); payda ise viskoz sönümlemeyi ifade eder. Dairesel bir borudaki akış için alışılmış rejim sınırları şöyledir: Re < 2300 laminer, 2300–4000 geçiş bölgesi ve Re > 4000 türbülanslı.
Örnek Hesaplama
Su (\(\rho = 1000\) kg/m³, \(\mu = 0{,}001\) Pa·s), \(D = 0{,}05\) m çapında bir borudan \(v = 2\) m/s hızla akıyor olsun. Bu durumda $$Re = \frac{1000 \times 2 \times 0{,}05}{0{,}001} = \frac{100}{0{,}001} = 100.000$$ olur. 100.000 > 4000 olduğundan akış kesinlikle türbülanslıdır.
Sıkça Sorulan Sorular
Reynolds sayısı neden boyutsuzdur? \(\rho v D\)'nin birimleri (kg/m³ \(\times\) m/s \(\times\) m), \(\mu\) biriminin (Pa·s = kg/m·s) tam karşılığını sadeleştirir ve geriye yalnızca saf bir sayı kalır.
Dairesel olmayan bir kanalda hangi çapı kullanmalıyım? Hidrolik çapı kullanın: \(D_h = \frac{4A}{P}\). Burada \(A\) kesit alanı, \(P\) ise ıslak çevredir.
Kinematik viskoziteyi kullanabilir miyim? Evet. \(\nu = \frac{\mu}{\rho}\) değerini biliyorsanız, aynı sonucu veren \(Re = \frac{vD}{\nu}\) formülünü kullanabilirsiniz.
