Il tipo di flusso che si verifica in un fluido in un canale è importante nei problemi di fluidodinamica e successivamente influisce sul trasferimento di calore e massa nei sistemi fluidi. Il numero di Reynolds adimensionale è un parametro importante nelle equazioni che descrivono se le condizioni di flusso completamente sviluppate portano a un flusso laminare o turbolento. Il numero di Reynolds è il rapporto tra la forza inerziale e la forza di taglio del fluido: quanto velocemente il fluido si muove rispetto a quanto è viscoso, indipendentemente dalla scala del sistema fluido. Il flusso laminare si verifica generalmente quando il fluido si muove lentamente o il fluido è molto viscoso. All’aumentare del numero di Reynolds, ad esempio aumentando la portata del fluido, il flusso passerà da flusso laminare a flusso turbolento in un intervallo specifico di numeri di Reynolds, l’intervallo di transizione laminare–turbolento a seconda dei piccoli livelli di disturbo nel fluido o delle imperfezioni nel sistema di flusso. Se il numero di Reynolds è molto piccolo, molto meno di 1, allora il fluido esibirà Stokes, o strisciante, flusso, dove le forze viscose del fluido dominano le forze inerziali.
Il calcolo specifico del numero di Reynolds e i valori in cui si verifica il flusso laminare dipenderanno dalla geometria del sistema di flusso e dal modello di flusso. L’esempio comune è il flusso attraverso un tubo, dove il numero di Reynolds è definito come
R = r u D H µ = u D H ν = Q D H ν Una , {\displaystyle \mathrm {Re} ={\frac {\rho uD_{\text{H}}}{\mu }}={\frac {uD_{\text{H}}}{\nu }}={\frac {QD_{\text{H}}}{\nu A}},}
dove:
DH è il diametro idraulico del tubo (m); Q è la portata volumetrica (m3/s); A è il tubo dell’area della sezione trasversale (m2); u è la velocità media del fluido (unità SI: m/s); μ è la viscosità dinamica del fluido(Pa·s = N·s/m2 = kg/(m·s)); ν è la viscosità cinematica del fluido, ν = μ/ρ (m2/s); ρ è la densità del fluido (kg/m3).
Per tali sistemi, il flusso laminare si verifica quando il numero di Reynolds è inferiore a un valore critico di circa 2.040, sebbene l’intervallo di transizione sia tipicamente compreso tra 1.800 e 2.100.
Per i sistemi fluidi che si verificano su superfici esterne, come il flusso di oggetti passati sospesi nel fluido, è possibile utilizzare altre definizioni per i numeri di Reynolds per prevedere il tipo di flusso attorno all’oggetto. La particella Reynolds numero Rep sarebbe utilizzato per particelle sospese in fluidi fluenti, per esempio. Come per il flusso nei tubi, il flusso laminare si verifica in genere con numeri di Reynolds inferiori, mentre il flusso turbolento e fenomeni correlati, come lo spargimento di vortici, si verificano con numeri di Reynolds più alti.