เครื่องคำนวณเลขเรย์โนลด์

หมวดหมู่: ฟิสิกส์

- เมษายน 03, 2568

| |

คำนวณหมายเลขเรย์โนลด์สำหรับการไหลของของไหล ปริมาณที่ไม่มีมิติช่วยในการกำหนดว่าการไหลเป็นแบบลามินาร์หรือแบบกวน

ข้อมูลของไหล

ประเภทของไหล:

อุณหภูมิ:

ความหนาแน่น (ρ):

ความหนืดเชิงพลศาสตร์ (μ):

พารามิเตอร์การไหล

ความเร็วการไหล (V):

ความยาวลักษณะ (L):

ประเภทเรขาคณิต:

ตัวเลือกขั้นสูง

จำนวนตำแหน่งทศนิยม:

แสดงขั้นตอนการคำนวณ

เกี่ยวกับหมายเลขเรย์โนลด์

หมายเลขเรย์โนลด์ (Re) เป็นปริมาณที่ไม่มีมิติที่ใช้ในกลศาสตร์ของไหลเพื่อคาดการณ์รูปแบบการไหลในสถานการณ์การไหลของของไหลที่แตกต่างกัน ตั้งชื่อตามออสบอร์น เรย์โนลด์ ซึ่งเสนอในปี 1883

ความหมายทางกายภาพ

หมายเลขเรย์โนลด์แสดงถึงอัตราส่วนของแรงเฉื่อยต่อแรงหนืดภายในของไหล ช่วยในการคาดการณ์ว่าการไหลจะเป็นแบบลามินาร์หรือแบบกวน

หมายเลขเรย์โนลด์ต่ำ: แรงหนืดมีอำนาจเหนือกว่า การไหลเป็นแบบลามินาร์ (เรียบ, เป็นระเบียบ)
หมายเลขเรย์โนลด์สูง: แรงเฉื่อยมีอำนาจเหนือกว่า การไหลเป็นแบบกวน (ยุ่งเหยิง, มีการหมุนวน)

หมายเลขเรย์โนลด์วิกฤต

การเปลี่ยนแปลงระหว่างการไหลแบบลามินาร์และแบบกวนเกิดขึ้นที่หมายเลขเรย์โนลด์ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับเรขาคณิต:

การไหลในท่อ:
- Re < 2300: การไหลแบบลามินาร์
- 2300 < Re < 4000: การไหลแบบเปลี่ยนผ่าน
- Re > 4000: การไหลแบบกวน
แผ่นเรียบ (การไหลภายนอก):
- Re < 5 × 10⁵: การไหลแบบลามินาร์
- 5 × 10⁵ < Re < 10⁷: การไหลแบบเปลี่ยนผ่าน
- Re > 10⁷: การไหลแบบกวน
ทรงกลม: Re วิกฤต ≈ 3 × 10⁵
ทรงกระบอก: Re วิกฤต ≈ 2 × 10⁵

การประยุกต์ใช้หมายเลขเรย์โนลด์

หมายเลขเรย์โนลด์ถูกนำไปใช้ในหลายแอปพลิเคชันทางพลศาสตร์ของไหล:

วิศวกรรม: การออกแบบท่อ, เครื่องบิน, เรือ, และยานพาหนะอื่นๆ
วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม: การศึกษาการไหลในบรรยากาศและมหาสมุทร
วิศวกรรมเคมี: การออกแบบปฏิกิริยาและระบบการผสม
วิศวกรรมชีวการแพทย์: การไหลของเลือดในหลอดเลือด
วิศวกรรมโยธา: ระบบการบำบัดน้ำและการแจกจ่ายน้ำ

ความหนืดเชิงจลศาสตร์

หมายเลขเรย์โนลด์สามารถเขียนได้โดยใช้ความหนืดเชิงจลศาสตร์ (ν):

Re = (V × L) / ν

โดยที่ ν = μ/ρ คือความหนืดเชิงจลศาสตร์ของของไหล

เครื่องคำนวณหมายเลขเรย์โนลด์คืออะไร?

เครื่องคำนวณหมายเลขเรย์โนลด์เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวิเคราะห์การไหลของของเหลวในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน มันช่วยในการกำหนดว่าของเหลวกำลังเคลื่อนที่ในลักษณะที่เรียบง่ายและเป็นระเบียบ (laminar) หรือในลักษณะที่ยุ่งเหยิงและหมุนวน (turbulent) ความแตกต่างนี้มีความสำคัญในหลายแอปพลิเคชัน รวมถึงวิศวกรรม การศึกษาเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม และวิทยาศาสตร์สุขภาพ

สูตรหมายเลขเรย์โนลด์:
\( Re = \frac{\rho \times V \times L}{\mu} \)

โดยที่:

\( \rho \) = ความหนาแน่นของของเหลว
\( V \) = ความเร็วของการไหล
\( L \) = ความยาวที่มีลักษณะเฉพาะ
\( \mu \) = ความหนืดพลศาสตร์

ทำไมต้องใช้เครื่องคำนวณนี้?

เครื่องมือนี้ช่วยทำให้กระบวนการคำนวณหมายเลขเรย์โนลด์ง่ายขึ้นโดยไม่ต้องใช้สมการหรือการแปลงหน่วยด้วยตนเอง มันเหมาะสำหรับนักเรียน วิศวกร นักวิจัย และผู้ที่ทำงานกับระบบของเหลว

ประโยชน์หลักรวมถึง:

ระบุประเภทการไหลได้อย่างรวดเร็ว: laminar, transitional, หรือ turbulent
รองรับของเหลวหลายประเภท รวมถึงน้ำ อากาศ น้ำมัน และก๊าซ
ตัวเลือกการป้อนข้อมูลที่กำหนดเองสำหรับความหนาแน่น ความหนืด และอุณหภูมิ
การแปลงหน่วยอัตโนมัติเพื่อความสะดวก
ผลลัพธ์ที่ชัดเจนพร้อมกับระบอบการไหลและขั้นตอนการคำนวณที่ละเอียด

วิธีใช้เครื่องคำนวณหมายเลขเรย์โนลด์

ทำตามขั้นตอนเหล่านี้เพื่อคำนวณหมายเลขเรย์โนลด์อย่างถูกต้อง:

เลือกของเหลวจากรายการหรือเลือก "Custom Fluid" เพื่อป้อนคุณสมบัติของคุณเอง
ป้อนอุณหภูมิและเลือกหน่วยที่เหมาะสม (°C, °F, หรือ K)
หากใช้ของเหลวที่กำหนดเอง ให้ป้อนความหนาแน่นและความหนืดพลศาสตร์พร้อมกับหน่วยของพวกเขา
ระบุความเร็วของการไหลและความยาวที่มีลักษณะเฉพาะ โดยเลือกหน่วยที่ตรงกับข้อมูลของคุณ
เลือกเรขาคณิตที่แสดงถึงสถานการณ์ของคุณได้ดีที่สุด: ท่อ แผ่นเรียบ ลูกบอล หรือกระบอกสูบ
ปรับความแม่นยำของทศนิยมและเปิดหรือปิดการแสดงขั้นตอนการคำนวณได้ตามต้องการ
คลิก “Calculate” เพื่อดูหมายเลขเรย์โนลด์และระบอบการไหลที่เกี่ยวข้อง
ใช้ปุ่ม “Reset” เพื่อล้างข้อมูลทั้งหมดและเริ่มใหม่

การเข้าใจผลลัพธ์ของคุณ

เครื่องคำนวณจะแสดง:

หมายเลขเรย์โนลด์: ค่าตัวเลขที่บ่งบอกพฤติกรรมการไหล
ระบอบการไหล: ว่าการไหลเป็น laminar, transitional, หรือ turbulent ตามข้อมูลที่คุณป้อน
ขั้นตอนที่ละเอียด: การแยกย่อยว่าผลลัพธ์ถูกคำนวณอย่างไร (ถ้าเปิดใช้งาน)

คำถามที่พบบ่อย

หมายเลขเรย์โนลด์คืออะไร?

หมายเลขเรย์โนลด์เป็นค่าที่ไม่มีมิติที่ใช้ในการคาดการณ์พฤติกรรมการไหลของของเหลว มันเปรียบเทียบแรงเฉื่อยกับแรงหนืดภายในของเหลว

ค่าต่าง ๆ หมายความว่าอย่างไร?

โดยทั่วไป:

Re < 2300: การไหลแบบ laminar ในท่อ
2300 < Re < 4000: การไหลแบบ transitional ในท่อ
Re > 4000: การไหลแบบ turbulent ในท่อ

เรขาคณิตอื่น ๆ เช่น แผ่นเรียบ ลูกบอล และกระบอกสูบมีเกณฑ์ที่แตกต่างกัน

ฉันสามารถใช้สิ่งนี้สำหรับก๊าซได้หรือไม่?

ใช่ เครื่องคำนวณรองรับก๊าซเช่น อากาศ ไฮโดรเจน และมีเทน โดยมีคุณสมบัติที่ปรับตามอุณหภูมิ

ถ้าของเหลวของฉันไม่ได้ระบุไว้จะทำอย่างไร?

เลือก "Custom Fluid" เพื่อป้อนความหนาแน่นและความหนืดของของเหลวของคุณด้วยตนเอง

ทำไมอุณหภูมิถึงสำคัญ?

อุณหภูมิส่งผลต่อทั้งความหนาแน่นและความหนืด ซึ่งมีผลโดยตรงต่อหมายเลขเรย์โนลด์

เครื่องมือนี้สามารถช่วยคุณได้อย่างไร

เครื่องคำนวณนี้ให้ข้อเสนอแนะแบบทันทีเกี่ยวกับพฤติกรรมการไหล ช่วยให้คุณ:

ออกแบบระบบของเหลวที่มีประสิทธิภาพ เช่น ท่อส่งน้ำหรือท่อ HVAC
ประเมินความเสถียรของการไหลในการทดลองและการจำลอง
ปรับปรุงความแม่นยำในงานกลศาสตร์ของของเหลวในเชิงวิชาการหรือวิชาชีพ

โดยการประหยัดเวลาและปรับปรุงความน่าเชื่อถือ มันจึงเป็นทรัพยากรที่มีค่า สำหรับผู้ที่ทำงานกับของเหลวที่เคลื่อนไหว