Ich bin etwas verwirrt mit diesem Begriff der Reynolds-Zahl . Insbesondere betrachte ich die Tragflächenleistung bei einer sehr niedrigen Reynolds-Zahl .
Ich lese viele Artikel, in denen Dinge gesagt werden, weil es sich um ein kleines Modellflugzeug handelt, wird die Reynolds-Zahl klein sein (also hat es mit der Form des Hindernisses im Flüssigkeitsstrom zu tun?). Aber dann sehe ich, dass so etwas wie eine große Turbinenleistung bei niedrigen Geschwindigkeiten niedrige Reynolds-Zahlen beinhaltet (von hier aus würde ich denken, dass es mit der „Qualität“ des Flüssigkeitsstroms selbst zu tun hat, ob er laminar oder turbulent, gleichmäßig usw. ist).
Wenn es etwas mit dem Flüssigkeitsstrom zu tun hat, warum sehe ich dann Reynolds-Zahlen, die bestimmten Tragflächen usw. zugeordnet sind? Angenommen, ein Tragflächenprofil hat , was bedeutet das denn? Wenn die Flüssigkeit mit sehr niedriger Geschwindigkeit und hoher Viskosität fließt, wie können wir diese Zahl dann überhaupt nutzen?
Korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege, ich fange gerade erst an, diese Dinge zu lernen!
Vielleicht hilft es, die Reynolds-Zahl als das Verhältnis von Trägheits- zu viskosen Kräften zu sehen. Hohe Strömungsgeschwindigkeiten bedeuten hohe Trägheitskräfte und führen so zu hohen Reynolds-Zahlen. Viskose Effekte sind am stärksten, wenn der Luftstrom auf das Hindernis trifft, und werden weniger stark, je länger die Luft um einen Körper strömt, sodass ein kurzer Strömungsweg eine niedrige Reynolds-Zahl hat.
Am Ende spielt es keine Rolle, ob die Länge der Strömung oder ihre Geschwindigkeit die Reynolds-Zahl in die Höhe treibt. Es ist die Kombination aus beidem. Ich vernachlässige hier die Gaseigenschaften, weil ich annehme, dass wir von Luft bei mäßiger Temperatur sprechen, und das Thema nicht noch komplexer machen möchte.
Schaufelblätter haben per se keine Reynoldszahl, Strömungsverhältnisse schon. Die Reynolds-Zahl einer Messung kann verdoppelt werden, indem die Profilsehne bei gleicher Fluggeschwindigkeit doppelt so lang gemacht wird oder indem die Fluggeschwindigkeit bei derselben Sehne verdoppelt wird. Der Flügel eines Flugzeugs arbeitet in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit in einem Bereich von Reynolds-Zahlen. Deshalb enthalten Polardiagramme normalerweise die Ergebnisse mehrerer Testläufe bzw. Berechnungen jeweils bei einer anderen Reynolds-Zahl.
Manchmal sehen Sie Profile, die für eine bestimmte Reynolds-Zahl optimiert sind. Um eine frühzeitige Ablösung zu vermeiden, muss die Rekompressionsfläche eines Schaufelblatts proportional länger werden, je kleiner die Reynolds-Zahl ist, bei der das Schaufelblatt gut funktionieren soll. Bei höheren Reynolds-Zahlen funktioniert ein solches Schaufelblatt immer noch, erzeugt aber mehr Luftwiderstand als eines, das für eine höhere Reynolds-Zahl optimiert ist. Die Reynolds-Zahl ermöglicht es dem Flugzeugkonstrukteur, ein Profil auszuwählen, das bei der Kombination aus Geschwindigkeit und Sehnenlänge, für die dieses Flugzeug ausgelegt ist, gut funktioniert.
Der beste Weg, um zu verstehen, was eine Reynoldszahl bedeutet, ist, sich die Formel anzusehen:
R# = Flüssigkeitsgeschwindigkeit * charakteristische Länge / kinematische Viskosität der Flüssigkeit
Geschwindigkeit = Geschwindigkeit durch die Luft, charakteristische Länge = die Länge des Tragflügels entlang der Sehne, kinematische Viskosität = wie klebrig!) die Luft ist
Sie sehen, dass die Reynolds-Zahl sowohl von der Profilform als auch von den Untersuchungsbedingungen abhängt. Eine höhere Reynolds-Zahl bedeutet, dass Sie ein längeres Profil bei einer höheren Geschwindigkeit in "dickerer" Luft oder einer Teilmenge testen.
Es ist nützlich, wenn Sie versuchen, die Leistung vorherzusagen. Die NASA verwendet unter bestimmten Umständen Druckwindkanäle, um die Viskosität zu beeinflussen, sodass ein kleines Modell die Leistung eines Flügels in voller Größe besser vorhersagen kann.
Hier ist ein Rechner, mit dem Sie herumspielen können:
Fuß
Zetaband