Numero di Reynolds: Regime Laminare e Turbolento
Cos'è il numero di Reynolds
Il numero di Reynolds (Re) è un parametro adimensionale che caratterizza il regime di flusso di un fluido in un condotto: Re = v × D / ν, dove v è la velocità media (m/s), D il diametro interno (m), ν la viscosità cinematica (m²/s). Per l'acqua a 20°C, ν = 1,004 × 10⁻⁶ m²/s.
Regimi di flusso
Re < 2.300: flusso laminare (strati paralleli, perdite proporzionali alla velocità). 2.300 < Re < 4.000: regime di transizione (instabile). Re > 4.000: flusso turbolento (vortici, perdite proporzionali al quadrato della velocità). Negli impianti idrici civili il flusso è quasi sempre turbolento.
Importanza pratica
Il numero di Reynolds determina quale formula usare per le perdite di carico: Hagen-Poiseuille per laminare, Darcy-Weisbach con fattore di attrito di Moody per turbolento. In pratica, con diametri tipici (DN 15-50) e velocità normali (0,5-2 m/s), Re è nell'ordine di 10.000-100.000: sempre turbolento.
Domande frequenti
È il valore critico sotto il quale il flusso è laminare (ordinato, a strati). Sopra 4000 è turbolento. Tra 2300 e 4000 è instabile (transizione).
Re = v × D / ν. Per acqua a 20°C in tubo DN 20 (D=0,02m) a 1 m/s: Re = 1 × 0,02 / 1,004e-6 ≈ 20.000. Turbolento.
Determina il fattore di attrito e quindi le perdite di carico. Sbagliare il regime (usare la formula laminare quando il flusso è turbolento) porta a errori enormi nel dimensionamento.
Quasi sempre sì per impianti idrici. Il flusso laminare si trova in microcanali, fluidi molto viscosi (olio), o velocità bassissime.
La viscosità dell'acqua diminuisce con la temperatura: a 60°C è circa la metà che a 20°C. Quindi Re raddoppia e il flusso è ancora più turbolento nell'acqua calda.