Reynoldsnummer

Die Reynoldsnummer, kurz Reynoldszahl, ist in der Fluidmechanik eine dimensionslose Größe, die das Verhältnis von träger (inertialen) zu viskosen Kräften in einer Strömung charakterisiert. Sie dient zur groben Einordnung des Strömungsmodus und hilft, zwischen laminarer und turbulenter Strömung zu unterscheiden.

Definition und Formel: Die Reynoldsnummer Re wird berechnet als Re = ρ v L / μ = v L / ν, wobei ρ die Dichte des Fluids, v die charakteristische Geschwindigkeit, L eine charakteristische Länge, μ die dynamische Viskosität und ν die kinematische Viskosität ist. Als dimensionslose Größe bleibt Re bei Ähnlichkeitsbetrachtungen erhalten, wenn L, v, ρ und μ entsprechend gewählt werden.

Interpretation und Bedeutung: Niedrige Re bedeuten, dass viskose Kräfte dominieren und Strömungen laminar fließen. Hohe Re zeigen dominierte Trägheitskräfte, was typischerweise zu Turbulenz führt. Der Parameter erlaubt es, Strömungen verschiedener Größenordnungen vergleichbar zu machen und Modelle bzw. Experimente skalierbar zu gestalten.

Typische Werte und Aspekte: In Rohrströmungen gilt grob: laminar bei Re unter etwa 2100, transitionsbereich ca. 2100 bis 4000, turbulent bei Re über ca. 4000. Externaler Strömung um Körper reagiert stark geometrieabhängig; der Re-Wert beeinflusst Abhebesatmosphäre, Trägheitseinflüsse und Druckverlust. Die Reynoldszahl hat auch Einfluss auf Reibungs- und Druckverlust-Kennzahlen.

Anwendungen: Re wird zur dynamischen Ähnlichkeit, Dimensionierung und Vorhersage von Strömungsregimen in Technik und Wissenschaft genutzt. Sie erleichtert die Auslegung von Rohren, Wärmetauschern, Pumpen sowie die Analyse von Strömungen um Flügel, Körper oder Rumpf. In der Praxis dient sie der Skalierung von Experimenten und der Abschätzung von Widerständen und Druckverlusten.