Osborne Reynolds

Osborne Reynolds, akışkanlar mekaniğinin anlaşılmasında önemli katkıları olan İrlandalı mucit. Ayrıca, katı ve sıvılar arasındaki ısı transferine ilişkin çalışmaları; buhar kazanı ve yoğunlaştırıcı tasarımlarının gelişmesini sağlamıştır (d. 23 Ağustos 1842, Belfast, Irlanda 6. 21 Şubat 1912, Watchet, Somerset, İngiltere).

Bir süre bir makine mühendisinin yanında çalışarak atölye deneyimi kazandıktan sonra, Cambridge’deki Oucens College’da matematik öğrenimi gördü ve 1867’de mezun oldu. 1868’de Manchester’daki Owens College’ın ilk mühendislik profesörü oldu ve 1905’te emekli olana değin bu görevde kaldı. 1877’de Royal Society üyeliğine seçildi. 1888’de de kurumun Kraliyet Madalyası ile ödüllendirildi.

İlk bilimsel araştırmalarını magnetizma, elektrik ve gök cisimleri üzerinde yoğunlaştıran Reynolds, kısa bir süre sonra akışkanlar mekaniği alanında çalışmaya başladı. Yoğunlaşma ve katılar ile akışkanlar arasındaki ısı aktarımı konularında yaptığı çalışmalar sonucunda, buhar kazanı ve yoğunlaştırıcı tasarımlarında köklü değişiklikler gerçekleştirdi. Türbinli pompalar üzerindeki çalışmalarıyla da, bu pompaların hızla gelişmesini sağladı. 1886’da yağlama kuramını formüllerle açıkladı, 1889’da burgaçlı (türbülanslı) akış kuramına matematiksel bir temel kazandırdı. Ayrıca dalga mühendisliği ve ırmaklardaki gelgit hareketleri üzerinde çalışarak grup hızı kavramını ortaya attı ve bu hızın enerji aktarımı hızıyla olan ilişkisini inceledi. Isının mekanik eş degerini tam olarak saptayan ilk bilim adamı olan Reynolds, radyometrenin açıklanması konusunda da çalışmalar yaptı. Paralel kanallardaki direnç yasasına ilişkin olarak 1883’te yazdığı bilimsel makale günümüzde de geçerli bir başvuru kaynağıdır.

Reynolds bu makalesinde, akışkanların kanal ve borular içindeki hareketlerinde katmanlı (laminer) akıştan burgaçlı akışa geçişlerine ilişkin bir katsayı bulunduğunu gösterdi. Akışkanların akış deneylerinin modellenmesinde kullanılan bu katsayıya “Reynolds sayısı” adı verildi. Burgaçlı hareketlerde görülen “Reynolds gerilimi” de adını Reynolds’tan almıştır.

Bilimde, öğretiyi gözden geçirerek, egemen görüşleri  yadsıyan ve değiştiren yeni tezler getirme çabası

 

Reynolds Sayısı

Reynolds sayısı, akışkanlar mekaniğinde, herhangi bir akışkanın (sıvı ya da gaz) hareketinin katmanlı (laminer) ya da burgaçlı (türbülanslı) akış biçiminde tanımlanmasını sağlayan boyutsuz katsayı. Re ya da Ren simgesiyle gösterilen Reynolds sayısı,

formülüyle ifade edilir. Formülde p akışkan yoğunluğunu, V akışkanın hızını; q akışkanın ağdalılık (viskozluk) katsayısını; x ise akışın gerçekleştiği ortamın referans uzunluğunu gösterir. Bir boru içindeki akışta x yerine borunun çapı, düz bir levha üzerindeki akışta levhanın akışa paralel yöndeki uzunluğu, bir uçak kanadı çevresindeki akışta ise kanat veter uzunluğu konur.

Bir boru içindeki akışta Reynolds sayısının yaklaşık 2.000’den küçük olması durumunda, akışın katmanlı (çalkantısız) olduğu kabul edilir. Sayının 2.000-5.000 arasında olması durumunda akışkanda genellikle bir geçiş hali söz konusudur. Bu durumda akışkanın bazı bölgelerinde laminer, bazı bölgelerinde de burgaçlı akış görülür. Reynolds sayısı 5000’den büyük ise akış tümüyle burgaçlıdır. Ama bu sınırlar kesin değildir; bazı özel koşullarda Reynolds sayısı 10.000 iken bile akışın laminer olması sağlanabilir. Akışkanlar mekaniği hesaplarında kritik Reynolds sayısı (laminer akıştan burgaçlı akışa geçiş sınırındaki sayı) 2.300 olarak kabul edilir. Bir levha üzerinde ya da bir kanat çevresinde akış durumunda ise kritik Reynolds sayısı 5×10”tir.

Bir boru içinde ya da levha üzerindeki akışta, laminer akıştan burgaçlı akışa geçişin bir matematiksel değere bağlı olduğu ilk kez İngiliz fizikçi ve mühendis Osborne Reynolds tarafından 1883’te bulundu. Reynolds sayısının hesaplanması, akış sırasında yüzeylerin akışkana gösterdiği direnç (sürtünme) kuvvetinin hesaplanmasına olanak sağladığından oldukça önemlidir.