+1(915)295-3666 kuns913@gmail.com 中文 EN

Число Рейнольдса Re и число Прандтля Pr

13.08.2026 114 просмотров ~9 мин чтения Технические знания
Инженерия теплообмена полна безразмерных чисел из греческих букв и цифр. Re указывает, ламинарный поток или турбулентный, а Pr измеряет относительную скорость диффузии импульса против диффузии тепла. Эти два числа — ключи к конвективным критериальным уравнениям.

I. Зачем безразмерные числа

Скорость потока, диаметр трубы и свойства имеют разные единицы, поэтому прямое сравнение бессмысленно. Объединение их в безразмерные числа делает их универсально применимыми в разных масштабах и средах. Два наиболее фундаментальных в теплообмене:

II. Число Рейнольдса Re: переключатель режима течения

Re = ρ·v·L / μ = v·L / ν

ρ — плотность, v — скорость потока, L — характерный размер (например, диаметр трубы), μ — динамическая вязкость, ν — кинематическая вязкость. Малое Re → доминирует вязкость → ламинарное; большое Re → доминирует инерция → турбулентное. Для круглых труб примерно: Re<2300 ламинарное, >4000 турбулентное. Оно определяет толщину пограничного слоя и напрямую связано с h.

III. Число Прандтля Pr: «гонка» между теплом и движением

Pr = ν / α = μ·cp / λ

α — температуропроводность (λ/ρcp). Pr описывает, что быстрее — «диффузия импульса» или «диффузия тепла»:

  • Pr<1 (жидкие металлы): Тепло диффундирует быстрее импульса, температурное поле распространяется шире, чем поле скорости;
  • Pr≈0,7 (воздух, газы): Два поля близки;
  • Pr»1 (масла): Диффузия импульса намного быстрее тепла, тепло «заперто» в пограничном слое, теплопередача плохая.

IV. Как они используются

Re и Pr совместно входят в эмпирическую корреляцию для числа Нуссельта Nu (следующая статья), используемую для прогноза h. Иными словами:

Re управляет «насколько хаотичен поток», Pr управляет «насколько быстро передаётся тепло», а вместе они определяют силу конвективной теплопередачи.

Для новой среды сначала вычислите Re, чтобы определить режим течения, и Pr, чтобы оценить характеристики диффузии тепла, и вы сможете в основном предсказать, хорошо ли она обменивается теплом.


Связанные материалы

Ключевые слова: Reynolds number Prandtl number dimensionless number flow regime property dimensionless
Поделиться: Twitter/X
← Предыдущая
Теплофизические свойства жидкостей...
Следующая →
Число Нуссельта Nu и критериальные у...