Calcul nombre de reynolds

Ce calcul nombre de reynolds donne la grandeur sans dimension qui distingue écoulement régulier et turbulent. Exemple : de l’eau à 1,5 m/s dans un tuyau de 5 cm a Re ≈ 74 700,6, donc turbulent.

Exemple : Viscosité donnée sous forme de: Viscosité dynamique μ (avec masse volumique) · Masse volumique ρ du fluide 998 kg/m³ · Vitesse d’écoulement v 1,5 m/s · Longueur caractéristique L 0,05 m · Viscosité dynamique μ 1,002 mPa·s → Résultat : Re = 74 700,6 – écoulement turbulent (Re > 4 000). Source : Munson/Young/Okiishi, Fundamentals of Fluid Mechanics, chap. « Viscous Flow in Pipes » (Re = ρvD/μ ; laminaire jusqu’à env. 2300, turbulent à partir d’env. 4000). Mise à jour : .

kg/m³
Eau à 20 °C : environ 998 kg/m³ ; air : environ 1,2 kg/m³.
m/s
Vitesse moyenne du fluide.
m
Diamètre intérieur pour un tuyau, longueur parcourue pour une plaque.
mPa·s
Eau à 20 °C : 1,002 mPa·s. 1 mPa·s = 0,001 Pa·s.
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Résultat

Résultat
Re = 74 700,6 – écoulement turbulent (Re > 4 000)
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GrandeurValeur
Nombre de Reynolds Re74 700,6
Régime d’écoulement (tuyau)écoulement turbulent (Re > 4 000)
Viscosité cinématique ν1,00401 × 10⁻⁶ m²/s
Étapes du calcul
  • ν = μ / ρ = 0,001002 Pa·s / 998 kg/m³ = 1,00401 × 10⁻⁶ m²/s ; Re = ρ·v·L / μ = 998 · 1,5 · 0,05 / (0,001002) = 74 700,6.
Les seuils 2300 et 4000 valent pour un écoulement dans un tuyau droit et lisse (L = diamètre intérieur). Pour plaques, sphères ou ailes, les valeurs critiques sont très différentes.

Comment le calcul est fait

Le nombre de Reynolds Re est le rapport des forces d’inertie aux forces visqueuses dans un écoulement. Il détermine si un fluide s’écoule en couches régulières (laminaire) ou forme des tourbillons (turbulent) ; c’est le nombre sans dimension le plus important de la mécanique des fluides.

Formule

Re = ρ · v · L / μ, avec la masse volumique ρ, la vitesse v, la longueur caractéristique L et la viscosité dynamique μ. Avec la viscosité cinématique ν = μ / ρ, on obtient Re = v · L / ν. Dans un tuyau droit : en dessous de 2 300, laminaire ; de 2 300 à 4 000, transitoire ; au-delà, turbulent.

Exemple

De l’eau (ρ = 998 kg/m³, μ = 1,002 mPa·s) s’écoule à 1,5 m/s dans un tuyau de 0,05 m de diamètre intérieur : Re = 998 · 1,5 · 0,05 / 0,001002 = 74 700,6. Avec la viscosité cinématique ν = 1,004 mm²/s, Re = 1,5 · 0,05 / (1,004 · 10⁻⁶) = 74 701,2. Les deux voies concordent aux arrondis près ; l’écoulement est turbulent. De l’air (1,2 kg/m³, 0,018 mPa·s) à 0,1 m/s dans un tuyau de 0,02 m donne Re = 133,333.

Questions fréquentes

À partir de quel nombre de Reynolds l’écoulement est-il turbulent ?

Dans un tuyau, Re inférieur à 2 300 est laminaire et supérieur à 4 000 turbulent ; entre les deux se situe le régime transitoire.

Qu’est-ce que la longueur caractéristique ?

La dimension qui caractérise l’écoulement : le diamètre intérieur pour un tuyau, la longueur parcourue pour une plaque, le diamètre pour une sphère.

Quelle différence entre viscosité dynamique et cinématique ?

La viscosité cinématique ν est la viscosité dynamique μ divisée par la masse volumique ρ. Pour l’eau : ν = 1,00401 × 10⁻⁶ m²/s.

Sources et références juridiques

Dernière mise à jour : · Principes éditoriaux

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