Przepływ laminarny — rozwiązywanie problemów

Weźmy pod uwagę powietrze przepływające przez rurę o temperaturze 300 kelwinów przy standardowym ciśnieniu atmosferycznym, o masowym natężeniu przepływu 0,0163 kilograma na sekundę. Jeśli zakłada się, że przepływ jest laminarny, należy określić minimalną dozwoloną średnicę rury.

Przepływ laminarny osiąga się, gdy liczba Reynoldsa nie przekracza 2100. Obliczenia te rozpoczynają się od wyrażenia prędkości pod względem natężenia przepływu i pola przekroju poprzecznego.

W przypadku rury okrągłej prędkość zależy od natężenia przepływu i średnicy rury. Podstawienie tego wyrażenia dla prędkości do wzoru na liczbę Reynoldsa, który obejmuje gęstość, prędkość, średnicę i lepkość, pozwala na rozwiązanie natężenia przepływu.

Biorąc pod uwagę określone natężenie przepływu, gęstość płynu jest obliczana przy użyciu znanych wartości ciśnienia, stałej gazu i temperatury, co daje około 1,177 kilograma na metr sześcienny.

Przy znanych wielkościach masowego natężenia przepływu i gęstości stwierdza się, że objętościowe natężenie przepływu wynosi około 0,0138 metra sześciennego na sekundę.

Przyjmując standardową wartość lepkości, wymagana średnica rury zapewniająca przepływ laminarny wynosi około 0,46 metra, utrzymując liczbę Reynoldsa na poziomie 2100.