🔬 雷诺数计算器
计算雷诺数（Re = ρvD/μ）来判断流体流动属于层流、过渡流或湍流。输入密度、流速、管径和黏度即可即时分类。
这是什么工具？
雷诺数（Re）是流体力学中用来预测流动模式的无量纲量。以爱尔兰工程师 Osborne Reynolds（1883）的名字命名，定义为 Re = ρ × v × D / μ，其中 ρ 为流体密度（kg/m³），v 为流速（m/s），D 为特征长度或管径（m），μ 为动力黏度（Pa·s）。雷诺数代表惯性力与黏性力的比值。
雷诺数决定了流动属于层流（Re < 2300 时的平滑平行流线）、过渡流（2300 ≤ Re ≤ 4000 的不稳定状态）或湍流（Re > 4000 时的混沌混合涡流）。此分类对管道设计、飞机空气动力学、热交换器和化学反应器至关重要。
运作原理
本计算器使用 Re = ρ × v × D / μ。对非圆形管道，D 替换为水力直径 Dₕ = 4A/P（A = 截面积，P = 湿润周长）。
| 流体与场景 | 典型 Re | 状态 |
|---|---|---|
| 蜂蜜滴落 | ~0.01 | 层流 |
| 毛细血管中的血液流动 | ~0.001 | 层流 |
| 花园水管中的水 | ~10,000 | 湍流 |
| 汽车周围的空气 | ~1,000,000 | 湍流 |
| Boeing 747 机翼周围的空气 | ~50,000,000 | 湍流 |
使用方法
- 输入流体密度（ρ），单位 kg/m³。
- 输入流速（v），单位 m/s。
- 输入管径或特征长度（D），单位米。
- 输入动力黏度（μ），单位 Pa·s。
- 点击「计算」即可得到雷诺数和流动状态分类。
常见问题
雷诺数能告诉我什么？
它能预测流动状态：Re < 2300 为层流（平滑且可预测），Re > 4000 为湍流（混沌且混合），2300-4000 为过渡流。这决定了压降、传热和混合特性。
为什么雷诺数是无量纲的？
因为所有单位都相互抵消：(kg/m³)(m/s)(m) / (kg/(m·s)) = 1。无量纲意味着只要单位一致，Re 在任何单位制下都相同。
什么是临界雷诺数？
对管道流动而言，公认的临界值约为 Re ≈ 2300，低于此值为层流。高于 4000 为完全湍流。确切的过渡点取决于管道粗糙度、入口效应和扰动。
温度如何影响雷诺数？
温度会大幅改变黏度。液体的黏度随温度升高而降低（Re 增大）；气体的黏度随温度升高而略微增大（Re 略减）。务必使用工作温度下的黏度值。
非圆形管道可以用这个计算器吗？
可以——将直径 D 替换为水力直径 Dₕ = 4A/P，其中 A 为截面积，P 为湿润周长。对矩形管道，Dₕ = 2ab/(a+b)。对满流圆管，Dₕ = D。
什么是运动黏度？它和雷诺数有什么关系？
运动黏度 ν = μ/ρ（单位：m²/s）。使用 ν 时，公式简化为 Re = vD/ν。有些参考资料直接使用 ν 而非分别使用 μ 和 ρ。两者是等价的：Re = ρvD/μ = vD/ν。
技巧与建议
使用一致的 SI 单位：密度以 kg/m³ 为单位，流速以 m/s 为单位，管径以 m 为单位，黏度以 Pa·s（= kg/(m·s)）为单位。20°C 下常见黏度值：水 = 0.001 Pa·s，空气 = 0.000018 Pa·s，橄榄油 = 0.08 Pa·s，甘油 = 1.5 Pa·s。层流与湍流之间的过渡并非截然——2300-4000 为过渡区，表面粗糙度可能提前引发湍流。对于明渠流动，特征长度为水力半径，而非直径。