Число рейнольдса (re) — формула определения и критические значения

Внешние ссылки [ править ]

В Wikisource есть оригинальные работы, написанные Осборном Рейнольдсом или о нем.

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Осборном Рейнольдсом .

• О’Коннор, Джон Дж .; Робертсон, Эдмунд Ф. , «Осборн Рейнольдс» , архив истории математики MacTutor , Сент-Эндрюсский университет.
• Рейнольдс Инженер
• Рейнольдс Ученый
• Б. Лаундер — Осборн Рейнольдс (1842–1912) на YouTube

Профессиональные и академические ассоциации
Предшественник Бальфур Стюарт	Президент Манчестерского литературно-философского общества 1888–90.	Преемник Генри Эдвард Шунк
Предшественник Джозеф Баксенделл	Секретарь Манчестерского литературно-философского общества 1874–84	Преемник Джеймс Томсон Боттомли

vте Манчестерское литературно-философское общество
Президенты	18-ый век Питер Мэйнваринг Джеймс Мэсси Томас Персиваль 19 век Томас Персиваль Джордж Уокер Томас Генри Джон Халл Томас Генри Джон Далтон Эдвард Холм Итон Ходжкинсон Джон Мур Уильям Фэйрбэрн Джеймс Прескотт Джоуль Эдвард Уильям Бинни Роберт Ангус Смит Эдвард Шунк Джеймс Прескотт Джоуль Эдвард Уильям Бинни Джеймс Прескотт Джоуль Эдвард Шунк Эдвард Уильям Бинни Джеймс Прескотт Джоуль Эдвард Уильям Бинни Эдвард Уильям Бинни Генри Энфилд Роско Уильям Кроуфорд Уильямсон Роберт Дукинфилд Дарбишир Бальфур Стюарт Осборн Рейнольдс Эдвард Шунк Артур Шустер Генри Уайльд Эдвард Шунк Джеймс Космо Мелвилл 20 век Гораций Лэмб Чарльз Бейли Уильям Бойд Докинз Уильям Бейли Гарольд Бейли Диксон Фрэнсис Джонс Фредерик Эрнест Вайс Фрэнсис Николсон SJ Hickson Уильям Томсон Графтон Эллиот Смит Генри Александр Майерс Томас Кауард Гарольд Бейли Диксон Алоизиус Корти Герберт Левинштейн Лоуренс Брэгг CE Stromeyer Бернард Муат Джонс Джон Аллан Реджинальд Джеймс Р. Х. Клейтон Дуглас Хартри HJ Fleure Майкл Поланьи TBL Webster Эрик Джеймс Гораций Хейхерст Джеффри Джефферсон Питер Венейблс ФК Игрушка CE Young Генри Липсон Леонард Коэн Маргарет Пилкингтон Гораций Хейхерст Брайан Роджерс Г. Н. Буркхардт GJ Kynch EN Abrahart AER Goulty Генри Липсон HM Fairhurst Д. Г. Уилсон LJR Postle Нетар Маллик BSH Редкость П.Г. Ливси DSL Cardwell EF Cass Александр Донначи Дайан Уилсон 21-го века IE Gillespie АГД Йеман К. Д. Бакли Вивьен Блэкберн Мэри, леди Маллик DJ Хиггинсон К. М. Летерман Нетар Маллик DM Leitch SR Hilton
Награды	Почетное членство Медаль Далтона
Лекции	Уайльд Джоуль Далтон Персиваль Манчестер
Публикации	Воспоминания и труды Кто есть кто в Большом Манчестере

vтеМедалисты Далтона
Получатели	Генри Эдвард Шунк (1898) Сэр Генри Роско (1900) Осборн Рейнольдс (1903) Сэр Эрнест Резерфорд (1919) Сэр Джозеф ‘JJ’ Томсон (1931) Сэр Лоуренс Брэгг (1942) Патрик Блэкетт (1948) Сэр Сирил Хиншелвуд (1966) Дороти Ходжкин (1981) Сэр Гарольд Крото (1997) Сэр Уолтер Бодмер (2002) Сэр Роджер Пенроуз (2005) Сэр Бернард Ловелл (2009) Лорд Рис из Ладлоу (2012) Сэр Константин Новоселов (2016)
Категория

• Портал Соединенного Королевства
• Биографический портал

Авторитетный контроль	BNF : cb12396254r (данные) CANTIC : a11407517 GND : 132276569 ISNI : 0000 0000 2415 5104 LCCN : n84805734 NLI : 000397079 NTA : 237504626 SNAC : w6266pbj SUDOC : 085999806 VIAF : 9932867 WorldCat Identities : lccn-n84805734

Жизнь

Осборн Рейнольдс родился в Белфасте и вскоре переехал с родителями в Дедхэм, Эссекс . Его отец работал директором школы и священником, но был также очень способным математиком с большим интересом к механике. Отец получил ряд патентов на усовершенствование сельскохозяйственного оборудования, и сын считает, что в детстве он был его главным учителем. Рейнольдс рано проявил способности и склонность к изучению механики. В позднем подростковом возрасте, за год до поступления в университет, он пошел работать подмастерьем в мастерскую Эдварда Хейса, известного судостроителя в Стоуни-Стратфорде ., где он получил практический опыт в производстве и оснащении прибрежных пароходов (и, таким образом, рано оценил практическую ценность понимания гидродинамики).

Осборн Рейнольдс учился в Королевском колледже в Кембридже и окончил его в 1867 году, став седьмым спорщиком по математике. Он решил изучать математику в Кембридже, потому что, по его собственным словам в его заявлении 1868 года о назначении профессора, «С самого раннего воспоминания у меня была непреодолимая любовь к механике и физическим законам, на которых основана механика как наука. …

мое внимание привлекли различные механические явления, для объяснения которых я обнаружил, что знание математики необходимо». В течение года сразу после окончания Кембриджа он снова занял должность в инженерной фирме, на этот раз в качестве практикующего инженера-строителя в Лондоне ( Кройдон ).) канализационная транспортная система

В 1868 году он был назначен профессором инженерии в колледже Оуэнс в Манчестере (ныне Манчестерский университет ), став в том же году одним из первых профессоров в истории британского университета, получивших звание «профессора инженерии». Эта профессура была недавно создана и финансировалась группой промышленников-производителей в районе Манчестера, и они также сыграли ведущую роль в выборе 25-летнего Рейнольдса на эту должность.

Рейнольдс оставался в Колледже Оуэнса до конца своей карьеры — в 1880 году колледж стал составным колледжем недавно основанного Университета Виктории . Он был избран членом Королевского общества в 1877 году и награжден Королевской медалью в 1888 году. Он вышел на пенсию в 1905 году и умер от гриппа 21 февраля 1912 года в Уотчете в Сомерсете . Он был похоронен в церкви Святого Декумана, Уотчет .

Опыты Рейнольдса

Рейнольдс проводил эксперименты на установке, представлявшей собой бак с водой, к которому в нижней части была присоединена выходная стеклянная трубка с краном на конце. Бак постоянно наполнялся водой, а расход воды мерился при помощи мерного бачка и секундомера. Над баком находился сосуд с краской, которая попадала в воду по тонкой трубочке с краном.

1. Первый опыт. Немного приоткрывался кран на выходе из бака и в трубке начиналось движение воды при небольшой скорости. При добавлении краски в выходной трубке появлялась резко очерченная цветная струйка, которая не смешивалась с остальной водой. Фиксировался ламинарный режим течения.
2. Второй опыт. При дальнейшем открывании крана и увеличении скорости потока струйка краски начинала изгибаться, превращалась в отдельные вихри и перемешивалась с остальной водой. Ламинарный режим переходил в турбулентный.

Life

Osborne Reynolds was born in Belfast and moved with his parents soon afterward to Dedham, Essex. His father worked as a school headmaster and clergyman, but was also a very able mathematician with a keen interest in mechanics. The father took out a number of patents for improvements to agricultural equipment, and the son credits him with being his chief teacher as a boy. Reynolds showed an early aptitude and liking for the study of mechanics. In his late teens, for the year before entering university, he went to work as an apprentice at the workshop of Edward Hayes, a well known shipbuilder in Stony Stratford, where he obtained practical experience in the manufacture and fitting out of coastal steamers (and thus gained an early appreciation of the practical value of understanding fluid dynamics).

Osborne Reynolds attended Queens’ College, Cambridge and graduated in 1867 as the seventh wrangler in mathematics. He had chosen to study mathematics at Cambridge because, in his own words in his 1868 application for the professorship, «From my earliest recollection I have had an irresistible liking for mechanics and the physical laws on which mechanics as a science is based…. my attention drawn to various mechanical phenomena, for the explanation of which I discovered that a knowledge of mathematics was essential.» For the year immediately following his graduation from Cambridge he again took up a post with an engineering firm, this time as a practising civil engineer in the London (Croydon) sewage transport system. In 1868 he was appointed professor of engineering at Owens College in Manchester (now the University of Manchester), becoming in that year one of the first professors in UK university history to hold the title of «Professor of Engineering». This professorship had been newly created and financed by a group of manufacturing industrialists in the Manchester area, and they also had a leading role in selecting the 25–year–old Reynolds to fill the position.

Reynolds remained at Owens College for the rest of his career – in 1880 the college became a constituent college of the newly founded Victoria University. He was elected a Fellow of the Royal Society in 1877 and awarded the Royal Medal in 1888. He retired in 1905 and died of influenza 21 February 1912 at Watchet in Somerset. He was buried at the Church of St Decuman, Watchet.

Publications

His publications in fluid dynamics began in the early 1870s. His final theoretical model published in the mid-1890s is still the standard mathematical framework used today. Examples of titles from his more groundbreaking reports:

• Reynolds, Osborne (1883). «An experimental investigation of the circumstances which determine whether the motion of water shall be direct or sinuous, and of the law of resistance in parallel channels». Proceedings of the Royal Society of London 35 (224–226): 84–99. doi:10.1098/rspl.1883.0018. Bibcode: 1883RSPS…35…84R.
• Reynolds, Osborne (1894). «On the dynamical theory of incompressible viscous fluids and the determination of the criterion». Proceedings of the Royal Society of London 56 (336–339): 40–45. http://rspl.royalsocietypublishing.org/content/56/336-339/40.full.pdf.
• Reynolds, Osborne (1900). Papers on mechanical and physical subjects. 1. Cambridge. https://archive.org/details/papersonmechanic01reynrich.
• Reynolds, Osborne (1901). Papers on mechanical and physical subjects. 2. Cambridge. https://archive.org/details/papersonmechanic02reynrich.
• Reynolds, Osborne (1903). Papers on mechanical and physical subjects. 3. Cambridge. https://archive.org/details/papersonmechanic03reynrich.
• Reynolds, Osborne (1903). The Sub-Mechanics of the Universe. Cambridge. https://www3.nd.edu/~powers/ame.20231/reynolds1903.pdf.
• Reynolds, Osborne (1885). «On the dilatancy of media composed of rigid particles in contact. With experimental illustrations». Philosophical Magazine. Series 5 20 (127): 469–481. doi:10.1080/14786448508627791. Zenodo: . ISSN 1941-5982. https://zenodo.org/record/1431173.
• Reynolds, O. (1879). «On Certain Dimensional Properties of Matter in the Gaseous State. Part I. Experimental Researches on Thermal Transpiration of Gases through Porous Plates and on the Laws of Transpiration and Impulsion, Including an Experimental Proof That Gas is Not a Continuous Plenum. Part II. On an Extension of the Dynamical Theory of Gas, Which Includes the Stresses, Tangential and Normal, Caused by a Varying Condition of Gas, and Affords an Explanation of the Phenomena of Transpiration and Impulsion». Philosophical Transactions of the Royal Society of London 170: 727–845. doi:10.1098/rstl.1879.0078. ISSN 0261-0523.
• Reynolds, Osborne (2011). Memoir of James Prescott Joule. Cambridge University Press. ISBN 978-1-108-02880-6. https://books.google.com/books?id=ksAgDjf_HEAC.

References

1. McCartney, Mark; Whitaker, Andrew (15 September 2003). Physicists of Ireland: Passion and Precision. CRC Press. p. ix. ISBN 978-1-4200-3317-5. https://books.google.com/books?id=CyXOBgAAQBAJ&q=Reynolds. «Merely to have been born in Ireland was not enough for inclusion. Thus we had to exclude such fine scientists as Osborne Reynolds and Kathleen Lonsdale, who were born in Ireland, but, we felt, lacked strong enough Irish roots to be included»
2. Cullen, Clara (November 2005). «Reviewed Work: Physicists of Ireland: Passion and Precision by Mark McCartney, Andrew Whitaker». Irish Historical Studies: 478–479. doi:10.1017/S0021121400006532.
3. O’Connor, John J.; Robertson, Edmund F., «Osborne Reynolds», MacTutor History of Mathematics archive, University of St Andrews, http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Biographies/Reynolds.html.
4. Hodnett, Frank (October 2009). «Reynolds, Osborne». Dictionary of Irish Biography. doi:10.3318/dib.007648.v1. https://www.dib.ie/biography/reynolds-osborne-a7648. Retrieved 6 May 2021.
5. «Reynolds, Osborne (RNLS863O)». A Cambridge Alumni Database. University of Cambridge. http://venn.lib.cam.ac.uk/cgi-bin/search-2018.pl?sur=&suro=w&fir=&firo=c&cit=&cito=c&c=all&z=all&tex=RNLS863O&sye=&eye=&col=all&maxcount=50.
6. ↑ Osborne Reynolds – Scientist, Engineer and Pioneer
7. ↑ Davidson, Peter; Kaneda, Yukio; Moffatt, Keith; Sreenivasan, Katepalli (2011). A Voyage Through Turbulence. Cambridge University Press. p. . ISBN . https://archive.org/details/voyagethroughtur00pada.
8. Reynolds, Osborne (1886-01-01). «I. On the theory of lubrication and its application to Mr. Beauchamp tower’s experiments, including an experimental determination of the viscosity of olive oil». Proceedings of the Royal Society of London 40 (242–245): 191–203. doi:10.1098/rspl.1886.0021.
9. Dowson, Duncan (1977-10-01). «Men of Tribology: Leonardo da Vinci (1452–1519)» (in en). Journal of Lubrication Technology 99 (4): 382–386. doi:10.1115/1.3453230. ISSN 0022-2305. https://asmedigitalcollection.asme.org/tribology/article/99/4/382/429918/Men-of-Tribology-Leonardo-da-Vinci-1452-1519.

Режимы течения жидкости

Опыты, проводившиеся Рейнольдсом, подтвердили наличие двух режимов течения жидкости — турбулентного и ламинарного. Учёный сформулировал общие условия существования режимов и переходного состояния между ними. Разные жидкости при протекании по трубам, обтекании преград или растекании по поверхности демонстрируют различные свойства. Густая липкая жидкость, например, клей, обладает большей вязкостью, чем лёгкая и подвижная вода. Степень вязкости определяется коэффициентом динамической вязкости η («эта»). Для ламинарного потока свойственны следующие признаки:

Отсутствует смешивание отдельных слоёв.
Слои, расположенные ближе к оси трубы, перемещаются быстрее, чем находящиеся у стенок. Этот объясняется силами трения, возникающими между молекулами жидкости и внутренней поверхностью трубы.

Турбулентное течение — хаотический поток, каждая молекула которого двигается произвольно по непредсказуемой траектории. При этом в потоке образуются завихрения. Но, несмотря на хаотичность перемещения частиц, общий гидравлический поток имеет направление и скорость, которая оценивается по средним значениям. В большей части поперечного сечения скорость только немного меньше максимальной, но вблизи стенок она резко падает.

Число Рейнольдса характеризует режим движения и даёт правильные значения при расчёте для напорных потоков. В потоках без напора переходный период увеличивается, и использование Re в качестве критерия не всегда подходит. Например, в водохранилищах значения велики, но там происходит ламинарное течение.

Гидромеханика

Эксперимент Рейнольдса по динамике жидкости в трубах

Наблюдения Рейнольдса за природой потока в его экспериментах

Рейнольдс наиболее известен тем, что изучал условия, при которых поток жидкости в трубах переходил от ламинарного потока к турбулентному . В 1883 году Рейнольдс продемонстрировал переход к турбулентному течению в классическом эксперименте, в котором он исследовал поведение потока воды при различных скоростях потока, используя небольшую струю окрашенной воды, введенную в центр потока в большей трубе.

Большая труба была стеклянной, чтобы можно было наблюдать за поведением слоя окрашенного потока, а на конце этой трубы был клапан управления потоком, используемый для изменения скорости воды внутри трубы. При малой скорости окрашенный слой оставался отчетливым по всей длине большой трубы. При увеличении скорости слой разрывался в данной точке и диффундировал по всему поперечному сечению жидкости. Точка, в которой это произошло, была точкой перехода от ламинарного течения к турбулентному.

Из этих экспериментов было получено безразмерное число Рейнольдса для динамического подобия — отношение сил инерции к силам вязкости . Рейнольдс также предложил то, что теперь известно как усреднение турбулентных течений по Рейнольдсу, где такие величины, как скорость , выражаются как сумма среднего и флуктуирующего компонентов. Такое усреднение позволяет «объемное» описание турбулентного потока, например, с использованием усредненных по Рейнольдсу уравнений Навье – Стокса .

Вклад Рейнольдса в механику жидкости не остался незамеченным конструкторами кораблей («военно-морскими архитекторами»). Способность создать мелкомасштабную модель корабля и извлечь полезные прогностические данные относительно полноразмерного корабля напрямую зависит от экспериментатора, применяющего принципы турбулентности Рейнольдса к расчетам сопротивления трения, наряду с надлежащим применением теории Уильяма Фруда . теории энергии и распространения гравитационных волн. У самого Рейнольдса был ряд статей о дизайне кораблей, опубликованных в Transactions of the Institution of Naval Architects .

Fluid mechanics

Reynolds’ experiment on fluid dynamics in pipes

Reynolds’ observations of the nature of the flow in his experiments

Reynolds most famously studied the conditions in which the flow of fluid in pipes transitioned from laminar flow to turbulent flow.
In 1883 Reynolds demonstrated the transition to turbulent flow in a classic experiment in which he examined the behaviour of water flow under different flow rates using a small jet of dyed water introduced into the centre of flow in a larger pipe.

The larger pipe was glass so the behaviour of the layer of dyed flow could be observed, and at the end of this pipe there was a flow control valve used to vary the water velocity inside the tube. When the velocity was low, the dyed layer remained distinct through the entire length of the large tube. When the velocity was increased, the layer broke up at a given point and diffused throughout the fluid’s cross-section. The point at which this happened was the transition point from laminar to turbulent flow.

From these experiments came the dimensionless Reynolds number for dynamic similarity—the ratio of inertial forces to viscous forces. Reynolds also proposed what is now known as Reynolds-averaging of turbulent flows, where quantities such as velocity are expressed as the sum of mean and fluctuating components. Such averaging allows for ‘bulk’ description of turbulent flow, for example using the Reynolds-averaged Navier–Stokes equations.

Reynolds’ contributions to fluid mechanics were not lost on ship designers («naval architects»). The ability to make a small scale model of a ship, and extract useful predictive data with respect to a full size ship, depends directly on the experimentalist applying Reynolds’ turbulence principles to friction drag computations, along with a proper application of William Froude’s theories of gravity wave energy and propagation. Reynolds himself had a number of papers concerning ship design published in Transactions of the Institution of Naval Architects.

СМИ ПОН

Подлинная история советского «ограбления века». Дело братьев Калачян

В 1977 году в Армении произошло крупнейшее в истории СССР ограбление Госбанка.

Об ограблении денежных хранилищ Госбанка не думали даже матёрые уголовники. И тем не менее в 1977 году случилось немыслимое — злоумышленники покусились на святая святых советской финансовой системы.

Операция «Архив». Как Советский Союз окончательно избавился от Гитлера

На рубеже 1980–1990-х годов, когда в Восточной Европе произошло обрушение просоветских режимов, а Западная Германия поглотила Восточную, произошло резкое усиление позиций неонацистов.

На фоне ниспровержения социализма крайне правые силы пытались добиться хотя бы частичной реабилитации нацизма.

Непобедимая страна. 15 интересных фактов о Советском Союзе

30 декабря 1922 года на Первом Всесоюзном съезде Советов было утверждено образование Союза Советских Социалистических республик. Советский Союз занимал территорию площадью 22 400 000 квадратных километров, являясь самой большой страной на планете, имел самую протяжённую границу в мире (свыше 60 000 километров) и граничил с 14 государствами.

Великая душа. Жизнь и принципы Махатмы Ганди

Мохандас Карамчанд Ганди родился 2 октября 1869 года в индийском городе Порбандар в состоятельной семье из варны вайшьев. Маленький Мохандас, или Мохан, меньше всего напоминал философа, мыслителя и политика, идеи которого перевернут мир.

Продукт гуманизма. Как сердобольный дантист придумал «электрический стул»

6 августа 1890 года человечество вписало новую страницу в свою историю. Научно-технический прогресс добрался и до такого специфического рода деятельности, как исполнение смертных приговоров. В Соединённых Штатах Америки была проведена первая смертная казнь на «электрическом стуле».

Придуманный из гуманных соображений «электрический стул» оказался одним из самых жестоких способов смертной казни.

Other work

Reynolds published about seventy science and engineering research reports. When towards the end of his career these were republished as a collection they filled three volumes. For a catalogue and short summaries of them see the External links. Areas covered besides fluid dynamics included thermodynamics, kinetic theory of gases, condensation of steam, screw-propeller-type ship propulsion, turbine-type ship propulsion, hydraulic brakes, hydrodynamic lubrication, and laboratory apparatus for better measurement of Joule’s mechanical equivalent of heat. For his work on lubrication, he was named as one of the 23 «Men of Tribology» by Duncan Dowson.

One of the subjects that Reynolds studied in the 1880s was the properties of granular materials, including dilatant materials. In 1903 appeared his 250-page book The Sub-Mechanics of the Universe, in which he tried to generalise the mechanics of granular materials to be «capable of accounting for all the physical evidence, as we know it, in the Universe». His aim seems to have been to construct a theory of aether, which he considered to be in a liquid state. The ideas were extremely difficult to understand or evaluate, and in any case were overtaken by other developments in physics around the same time.

Копилка

• Как на крыльях бабочек создается защитное изображение змеи

  Бабочки, конечно, ничего не знают о змеях. Зато о них знают птицы, охотящиеся на бабочек. Птицы, плохо распознающие змей, чаще становятся…

• Если octo на латыни «восемь», то почему октава содержит семь нот?

  Октавой называется интервал между двумя ближайшими одноименными звуками: до и до, ре и ре и т. д. С точки зрения физики «родство» этих…

• Почему важных особ называют августейшими?

  В 27 году до н. э. римский император Октавиан получил титул Август, что на латыни означает «священный» (в честь этого же деятеля, кстати,…

• Чем пишут в космосе

  Известная шутка гласит: «NASA потратило несколько миллионов долларов, чтобы разработать специальную ручку, способную писать в космосе….

• Почему основа жизни — углерод?

  Известно порядка 10 миллионов органических (то есть основанных на углероде) и лишь около 100 тысяч неорганических молекул. Вдобавок…

• Почему кварцевые лампы синие?

  В отличие от обычного стекла, кварцевое пропускает ультрафиолет. В кварцевых лампах источником ультрафиолета служит газовый разряд в парах ртути. Он…

• Почему дождь иногда льет, а иногда моросит?

  При большом перепаде температур внутри облака возникают мощные восходящие потоки. Благодаря им капли могут долго держаться в воздухе и…

Публикации [ править ]

Его публикации по гидродинамике начались в начале 1870-х годов. Его последняя теоретическая модель, опубликованная в середине 1890-х годов, по-прежнему является стандартной математической структурой, используемой сегодня. Примеры названий из его самых революционных отчетов:

• «Экспериментальное исследование обстоятельств, определяющих, будет ли движение воды прямым или извилистым, а также закона сопротивления в параллельных каналах» . Труды Лондонского королевского общества . 35 (224–226): 84–99. 1883. Bibcode : 1883RSPS … 35 … 84R . DOI : 10,1098 / rspl.1883.0018 .
• «К динамической теории вязких несжимаемых жидкостей и определению критерия» . Труды Лондонского королевского общества . 56 (336–339): 40–45. 1894 г.
• Статьи по механическим и физическим предметам . Том 1. Кембридж. 1900 г.
• Статьи по механическим и физическим предметам . Том 2. Кембридж. 1901 г.
• Статьи по механическим и физическим предметам . Том 3. Кембридж. 1903 г.
• Суб-механика Вселенной . Кембридж. 1903 г.
• «О дилатансии сред, состоящих из соприкасающихся твердых частиц. С экспериментальными иллюстрациями» . Философский журнал . Серия 5. 20 (127): 469–481. 1885 DOI : 10,1080 / 14786448508627791 . ISSN  1941-5982 . Зенодо :  1431173 .
• «О некоторых размерных свойствах вещества в газообразном состоянии. Часть I. Экспериментальные исследования по термическому транспирации газов через пористые пластины и по законам транспирации и импульса, включая экспериментальное доказательство того, что газ не является непрерывным пленумом. Часть II. Расширение динамической теории газа, которое включает в себя напряжения, касательные и нормальные, вызванные изменяющимся состоянием газа, и дает объяснение явлений транспирации и толчка ». Философские труды Лондонского королевского общества . 170 : 727–845. 1879. DOI : 10.1098 / rstl.1879.0078 . ISSN  0261-0523 .
• Воспоминания Джеймса Прескотта Джоуля . Издательство Кембриджского университета. 2011 . ISBN 978-1-108-02880-6.

Скорость среды

Скорость, при которой изменяется режим потока — критическая. Существует 2 вида: одна соответствует переходу от ламинарного течения к турбулентному и другая, соответствующая обратному переходу от турбулентного к ламинарному. Между этими значениями может наблюдаться как один, так и другой режим. Этот период определяется как переходный. Для случая движения жидкости в трубопроводе Рейнольдс назвал следующие параметры, от которых зависит режим гидравлического потока:

• диаметр трубопровода — d;
• средняя скорость течения — V;
• плотность жидкости — ρ;
• динамическая вязкость жидкости — η.

При этом лёгкость осуществления турбулентного режима прямо пропорциональна поперечному сечению трубы и плотности и обратно пропорциональна вязкости. Формула числа Рейнольдса:

Re = V d ρ / η;

Подставляя в эту формулу соответствующие параметры скорости среды, её плотности, вязкости и размеры трубы, можно произвести расчёт значения числа Re и определить режим потока. Число Re не имеет размерности. Это становится понятно, если подставить в формулу все параметры со своими единицами измерения. В результате сокращения получается безразмерное число. Для гидравлического потока в прямой круглой трубе с гладкими стенками критическое значение Re в норме равно 2100—2300. Анализ показывает, что критическое значение числа Re возрастает в сужающихся трубопроводах и снижается в расширяющихся.

При расчётах обычно принимают только одно критическое значение числа Re. Предполагается, что Re < 2300 соответствует ламинарному режиму, а Re > 2300 — турбулентному. Течение жидкости в переходной зоне не рассматривается. Это обеспечивает некоторый запас и увеличивает надёжность расчётов. Для газов Re критическое достигается при значительно больших скоростях течения, чем у жидкостей, так как у них намного больше кинематическая вязкость (ν = η / ρ).

Турбулентное движение наблюдается чаще, чем ламинарное. Скорости при хаотичном движении более равномерно распределены по сечению потока. Это происходит в связи с перемешиванием молекул с разными скоростями и уравниванием средней скорости по всему поперечному сечению. Ламинарные потоки наблюдается при движении вязких жидкостей по трубам, в течении грунтовых вод и крови в живых организмах.

Другая работа

Рейнольдс опубликовал около семидесяти отчетов о научных и технических исследованиях. Когда к концу его карьеры они были переизданы как сборник, они заполнили три тома. Каталог и краткое их описание можно найти во . Помимо гидродинамики, рассматривались такие области, как термодинамика, кинетическая теория газов, конденсация пара, винтовая гребная установка корабля, судовая двигательная установка турбинного типа, гидравлические тормоза, гидродинамическая смазка и лабораторное оборудование для лучшего измерения механического эквивалента Джоуля. нагревать. За свою работу по смазке Дункан Доусон назвал его одним из 23 «людей трибологии» .

Одним из предметов, которые Рейнольдс изучал в 1880-х годах, были свойства гранулированных материалов, в том числе дилатантных материалов. В 1903 году появилась его 250-страничная книга «Субмеханика Вселенной», в которой он попытался обобщить механику гранулированных материалов, чтобы она «способна объяснить все физические свидетельства, как мы их знаем, во Вселенной». Его цель, по-видимому, состояла в том, чтобы построить теорию эфира, который он считал находящимся в жидком состоянии. Эти идеи было чрезвычайно трудно понять или оценить, и в любом случае они были вытеснены другими достижениями в физике примерно в то же время.