مقالة المهندسة غسق عباس نور بنشر مقالة علمية بعنوان ( رقم رينولد ) تتضمن :<br />تم تسمية رقم رينولدز على اسم أوزبورن رينولدز، وهو مهندس وفيزيائي بريطاني قدم هذا المفهوم في أواخر القرن التاسع عشر. وهي كمية بلا أبعاد تساعدنا على فهم سلوك السوائل، سواء كانت في حالة سائلة أو غازية. يستخدم رقم رينولدز على نطاق واسع في مجالات مختلفة مثل الهندسة والديناميكا الهوائية وميكانيكا الموائع.<br /><br />رقم رينولدز هو نسبة قوى القصور الذاتي إلى قوى اللزوجة في تدفق السوائل. يتم حسابه عن طريق ضرب كثافة السائل، وسرعة التدفق، والطول المميز (مثل قطر الأنبوب أو طول وتر الجنيح)، ثم القسمة على لزوجة السائل. يمكن كتابة الصيغة على النحو التالي:<br /><br />إعادة = (ρ * V * L) / μ<br /><br />أين:<br />- Re هو رقم رينولدز<br />- ρ هي كثافة السائل<br />- V هي سرعة السائل<br />- L هو الطول المميز<br />- μ هي لزوجة السائل<br /><br />يستخدم رقم رينولدز لتصنيف تدفق السوائل إلى أنظمة مختلفة:<br />1. التدفق الصفحي: عندما يكون رقم رينولدز أقل من قيمة حرجة معينة، يكون التدفق صفحيًا، مما يعني أنه سلس ومنظم جيدًا. تتحرك جزيئات السائل في طبقات متوازية دون اختلاط.<br /><br />2. التدفق الانتقالي: عندما يكون رقم رينولدز في نطاق متوسط، قد يظهر التدفق خصائص كل من التدفق الصفحي والمضطرب. يُعرف هذا بالتدفق الانتقالي، ويمكن أن يكون غير متوقع وغير مستقر.<br /><br />3. التدفق المضطرب: عندما يتجاوز رقم رينولدز قيمة حرجة معينة، يصبح التدفق مضطربا. في التدفق المضطرب، تمتزج جزيئات السائل بشكل عشوائي، مما يخلق الدوامات والدوامات. يتميز التدفق المضطرب بخلطه العالي وسحبه العالي.<br /><br />يعد فهم رقم رينولدز أمرًا بالغ الأهمية في العديد من التطبيقات الهندسية. فهو يساعد المهندسين على تحديد سلوك التدفق والتنبؤ بحدوث الاضطراب، وهو أمر مهم لتصميم أنظمة فعالة وآمنة. من خلال تحليل رقم رينولدز، يمكن للمهندسين تحسين تصميم الأنابيب والصمامات والمضخات وأنظمة تدفق السوائل الأخرى لضمان الأداء الأمثل<br />بالتأكيد! فيما يلي بعض النقاط الرئيسية الإضافية حول رقم رينولدز:<br /><br />1. أنظمة التدفق: يساعد رقم رينولدز في تحديد نوع نظام التدفق الذي سيحدث في نظام الموائع. كما ذكرنا سابقًا، هناك ثلاثة أنظمة تدفق رئيسية: الصفحي، والانتقالي، والمضطرب. يحدث الانتقال من الجريان الصفحي إلى الجريان المضطرب عادةً عند رقم رينولدز الحرج، والذي يختلف وفقًا للنظام والظروف المحددة.<br /><br />2. الطبقة الحدودية: يرتبط رقم رينولدز ارتباطًا وثيقًا بمفهوم الطبقة الحدودية. الطبقة الحدودية عبارة عن طبقة رقيقة من السائل تتشكل على طول السطح نتيجة الاحتكاك بين السائل والسطح. يعتمد سمك الطبقة الحدودية على رقم رينولدز. في التدفق الصفحي، تكون الطبقة الحدودية رقيقة ومرتبة بشكل جيد، بينما في التدفق المضطرب، تصبح أكثر سمكًا وأكثر فوضوية.<br /><br />3. مقاومة السحب والتدفق: يؤثر رقم رينولدز أيضًا على مقدار مقاومة السحب أو التدفق التي يتعرض لها جسم يتحرك عبر السائل. في التدفق الصفحي، تكون المقاومة منخفضة نسبيًا، بينما في التدفق المضطرب، تكون المقاومة أعلى بسبب الخلط الفوضوي لجزيئات السائل. ولهذا السبب غالبًا ما تُستخدم الأشكال الانسيابية لتقليل السحب في الأنظمة التي يُتوقع فيها التدفق المضطرب.<br /><br />4. تصور التدفق: يتم استخدام رقم رينولدز لتصور أنماط تدفق السوائل. ومن خلال إجراء تجارب أو عمليات محاكاة بأعداد رينولدز المختلفة، يمكن للباحثين ملاحظة كيفية تغير سلوك التدفق. على سبيل المثال، يمكن إدخال الصبغة أو الدخان في التدفق ويمكن ملاحظة حركته لفهم أنماط التدفق وخصائصه.<br /><br />5. الكمية بلا أبعاد: رقم رينولدز هو كمية بلا أبعاد، مما يعني أنه لا يحتوي على أي وحدات فيزيائية. وهذا يجعلها مفيدة لمقارنة سلوك التدفق عبر الأنظمة والمقاييس المختلفة. على سبيل المثال، يمكن استخدام رقم رينولدز لمقارنة سلوك التدفق لتجربة معملية صغيرة الحجم مع عملية صناعية واسعة النطاق.<br /><br />بشكل عام، يعد رقم رينولدز مفهومًا أساسيًا في ديناميكيات الموائع التي تساعدنا على فهم وتوصيف تدفق الموائع. تتراوح تطبيقاتها من التصميم الهندسي إلى الديناميكا الهوائية ويمكن أن يكون لها تأثير كبير على أداء وكفاءة الأنظمة المختلفة<br />غالبًا ما تُستخدم الأشكال الانسيابية، والمعروفة أيضًا بالأشكال الديناميكية الهوائية، لتقليل السحب في الأنظمة التي يُتوقع فيها التدفق المضطرب للأسباب التالية:<br /><br />1. تدفق أكثر سلاسة: تم تصميم الأشكال الانسيابية لتقليل فصل التدفق وتعزيز التدفق الأكثر سلاسة حول الكائن. في التدفق المضطرب، يؤدي الخلط الفوضوي لجزيئات السائل إلى إنشاء مناطق فصل التدفق والدوامات، مما يؤدي إلى زيادة السحب. باستخدام شكل انسيابي، يتم توجيه التدفق بشكل أكثر سلاسة على طول السطح، مما يقلل من تكوين الدوامات وفصل التدفق.<br /><br />2. سحب الضغط المنخفض: سحب الضغط هو أحد مكونات السحب الذي ينشأ بسبب اختلاف الضغط بين الأسطح الأمامية والخلفية لجسم يتحرك عبر السائل. في التدفق المضطرب، يمكن أن يكون توزيع الضغط غير متساوٍ إلى حد كبير، مما يؤدي إلى ارتفاع الضغط. تم تصميم الأشكال الانسيابية لتقليل اختلافات الضغط وتوزيع الضغط بشكل متساوٍ على طول السطح، مما يقلل من سحب الضغط.<br /><br />3. الحد الأدنى من تكوين الاستيقاظ: في التدفق المضطرب، يتشكل أعقاب خلف الجسم حيث تتعطل جزيئات السائل وتخلق منطقة ذات ضغط منخفض. يؤدي هذا التنشيط إلى إنشاء سحب إضافي لأنه يمارس قوة خلفية على الكائن. تم تصميم الأشكال الانسيابية لتقليل تكوين التنشيط عن طريق تحويل التدفق بسلاسة حول الجسم، وبالتالي تقليل السحب الناتج عن التنشيط.<br /><br />4. الدوامات المخفضة: الدوامات هي حركات دوامية للسائل يمكن أن تتشكل في التدفق المضطرب. يمكن لهذه الدوامات أن تولد مقاومة كبيرة عن طريق خلق مقاومة إضافية للتدفق. تم تصميم الأشكال الانسيابية لتقليل تكوين الدوامات وكثافتها عن طريق التحكم في فصل التدفق وتعزيز نمط تدفق أكثر تنظيمًا، وبالتالي تقليل السحب.<br /><br />5. مرفق التدفق المحسن: تم تصميم الأشكال الانسيابية لتعزيز ارتباط التدفق بشكل أفضل بسطح الكائن. في التدفق المضطرب، يميل التدفق إلى الانفصال عن السطح، مما يؤدي إلى انفصال التدفق وزيادة السحب. باستخدام شكل انسيابي، يتم تشجيع التدفق على البقاء مرتبطًا بالسطح لمسافة أطول، مما يقلل من احتمالية فصل التدفق وتقليل السحب.<br /><br />من خلال دمج مبادئ التصميم هذه في أشكال مبسطة، يمكن للمهندسين تقليل السحب بشكل فعال وتحسين الكفاءة والأداء العام للأنظمة التي يتوقع فيها التدفق المضطرب. وهذا مهم بشكل خاص في تطبيقات مثل الديناميكا الهوائية، وتصميم السيارات، ونقل السوائل، حيث يمكن أن يؤدي تقليل السحب إلى توفير كبير في الطاقة وتحسين الأداء.