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雷諾數計算器

根據流速或流量計算雷諾數。提供層流/過渡/湍流的視覺指示器。入口長度計算與常見流體預設值。

Re = vD/ν 層流 / 湍流 入口長度 流體預設值
流體預設值

結果

雷諾數
—
流動狀態
—
流速
—
臨界流速 (Re=2300)
—
入口長度 Le
—
入口長度 / 管徑
—
層流2300過渡配合4000湍流
流動狀態視覺化

雷諾數

雷諾數是流動流體中慣性力與黏滯力之比:

  • v — 流速 (m/s)
  • D — 管道內徑 (m)
  • ν — 運動黏度 (m²/s);1 cSt = 10⁻⁶ m²/s
  • ρ — 流體密度 (kg/m³)
  • μ — 動力黏度 (Pa·s)

流動狀態閾值

雷諾數範圍流態特性
Re < 2,300層流平滑、有序的層流;摩擦係數 f = 64/Re;可預測
2,300 – 4,000過渡配合不穩定;間歇性湍流;設計時應避免此範圍
Re > 4,000湍流混亂;摩擦較高;使用 Colebrook-White 公式計算 f

水力入口長度

從管入口到流速分佈完全發展所需的距離:

常見流體黏度

流體溫度ν (cSt)ρ (kg/m³)
水20°C1.004998
水40°C0.658992
水80°C0.365972
液壓油 ISO VG 3240°C32870
液壓油 ISO VG 4640°C46870
液壓油 ISO VG 6840°C68880
空氣20°C, 1 atm15.61.204
引擎油 SAE 3040°C100880

實務範例

範例 — 液壓系統

已知: v = 2 m/s, D = 25 mm, 40°C 時的 ISO VG 32 液壓油 (ν = 32 cSt)

Re = 2 × 0.025 / (32 × 10⁻⁶) = 1,563

流動狀態: 層流 (Re < 2300)

入口段長度:Le = 0.06 × 1563 × 0.025 = 2.34 m

Re = 2300 時的臨界流速:v_crit = 2300 × 32 × 10⁻⁶ / 0.025 = 2.94 m/s

💡 提示: 在油液(ν = 30–100 cSt)的液壓系統中,由於黏度高,流動幾乎總是層流。水系統通常為紊流,因為 ν ≈ 1 cSt。

The Reynolds number Re = vD/ν is a dimensionless number that compares inertial forces to viscous forces in a flowing fluid. It predicts whether flow will be laminar (smooth) or turbulent (chaotic).

Named after Osborne Reynolds who demonstrated the transition in his famous 1883 experiment using dye in a glass tube.

For pipe flow, the critical thresholds are:

  • Re < 2,300: Laminar — fluid moves in smooth parallel layers
  • 2,300 – 4,000: Transition — flow is unstable, may switch between laminar and turbulent
  • Re > 4,000: Turbulent — chaotic mixing, eddies, higher energy loss

These thresholds are for circular pipes. For open channels and other geometries, different critical values apply.

Kinematic viscosity ν = μ/ρ, where μ is dynamic viscosity and ρ is density.

Units: m²/s or cSt (centistokes). 1 cSt = 10⁻⁶ m²/s.

Common values: water at 20°C ≈ 1 cSt; hydraulic oil VG 32 at 40°C ≈ 32 cSt; air at 20°C ≈ 15.6 cSt (much higher than water due to low density despite low dynamic viscosity).

When fluid enters a pipe, the velocity profile is initially flat (uniform). As viscous effects propagate from the wall, the profile gradually develops into the fully-developed shape (parabolic for laminar).

The entry length is the distance needed:

  • Laminar: Le ≈ 0.06 × Re × D (can be very long at high Re)
  • Turbulent: Le ≈ 4.4 × Re1/6 × D (relatively short, 10–60 diameters)

Temperature strongly affects viscosity, especially for oils. Hydraulic oil viscosity drops approximately 50% for every 20°C increase.

Example: ISO VG 46 oil is ~46 cSt at 40°C but ~200 cSt at 0°C and ~15 cSt at 80°C. This dramatically changes the Reynolds number — cold-start conditions may have very different flow regimes than operating temperature.

Water viscosity changes less dramatically: ~1.8 cSt at 0°C, ~1 cSt at 20°C, ~0.3 cSt at 80°C.

本頁所述的操作流程由 Vibromera 團隊使用 Balanset-1A(一款用於現場轉子平衡的便攜式雙通道動平衡儀及振動分析儀)開發並經過實地測試。

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Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko是一名振動分析工程師,也是Vibromera的創辦人兼執行長。 15年多來,他一直在現場——而非在試驗台上——為旋轉設備進行動平衡校正:粉碎機、工業風機、破碎機、離心機、軸與主軸。正是這些實際工作催生了Balanset系列儀器——它們被設計為一種專業人員可以隨身攜帶到機器旁、在現場獨立使用的工具,而非實驗室設備。 Vibromera成立於2017年,自2023年起總部設於葡萄牙波爾圖。Balanset系列產品的研發、組裝與支援均在此完成。旗艦產品是Balanset-1A,一款用於單平面及雙平面動平衡校正與振動診斷的可攜式分析儀。 Nikolai親自參與客戶支援工作,處理各種棘手的動平衡校正案例,並參與軟體開發。他以任何語言為全球客戶提供服務。

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