雷诺数

概述

雷诺数是表示流体内惯性力与粘性力之比的无量纲量。它是预测管道、导管内流动或绕物体流动是层流、过渡流还是湍流的主要参数。

对于内部流动，特征长度为水力直径 $D_h$，对于圆形截面，其等于管道内径。

关键公式

雷诺数（SI）

$Re = \frac{\rho \, v \, D}{\mu}$

等效地，使用运动粘度 $\nu = \mu / \rho$：

$Re = \frac{v \, D}{\nu}$

雷诺数（英制 — 管流）

$Re = 7745.8 \;\frac{u \; d_h}{\nu}$

其中 $u$ 以 ft/s 为单位，$d_h$ 以英寸为单位，$\nu$ 以厘斯托克斯（cSt）为单位。

变量

流动状态

计算器

单位换算器

Schedule 40 水流图表

下方以交互式计算图表的形式呈现 Schedule 40 钢管中水流的来源图表。数值使用约 20 °C 的水，运动粘度为 1.004 cSt，内径为典型的 Schedule 40 内径。

计算示例

已知： 比重为 0.91、动力粘度为 0.38 Pa·s 的流体以 2.6 m/s 流经直径为 25 mm 的管道。

1. 密度： $\rho = 0.91 \times 1000 = 910 \;\text{kg/m}^3$
2. 雷诺数：

$Re = \frac{910 \times 2.6 \times 0.025}{0.38} \approx 156$

由于 $Re \approx 156 \ll 2300$，该流动明显为层流。

还原的原始源表

以下表格还原自原始来源页面，以保留完整的参考数据。工程图表之外的缓存来源表格是共享的搜索/布局元素，不是雷诺数数据表，因此特意未作为参考数据复制。

相关移动应用

来源页面引用了用于离线移动使用的雷诺数计算器应用。上方的计算器直接在页面中保留了相同的核心计算。

原始源图

以下原始来源图像予以保留，以免丢失视觉参考资料。当图像包含图表或表格数据时，其提取值已呈现在页面的表格、计算器或交互式图表中；其余图像保留为视觉来源参考。

工程要点

• 湍流是大多数水、空气和工艺管道系统中的常态。层流条件通常仅限于重油、聚合物熔体或非常小直径/低流速的流动。
• 过渡范围（2300–4000）对入口条件、管道粗糙度和振动敏感。设计时保守起见，可假定 Re ≈ 2300 以上为湍流行为。
• 对于非圆形导管，务必使用水力直径 $D_h = 4A / P$，其中 $A$ 为过流面积，$P$ 为湿周。
• 英制快捷公式（$Re = 7745.8 \; u \; d_h / \nu$）内置了英寸和厘斯托克斯的单位换算。应用前请确认粘度以 cSt 给出。
• 雷诺数也支配外部流动（绕圆柱、球体、翼型），但过渡的临界 Re 值与上面列出的管流阈值不同。

参考资料

• 原始来源 — Engineering ToolBox