🌊 레이놀즈 수 계산기
유체 흐름이 층류인지 난류인지를 판별하기 위해 레이놀즈 수를 계산합니다.
🌊 레이놀즈 수 계산기
유체 흐름이 층류인지 난류인지를 판별하기 위해 레이놀즈 수를 계산합니다.
✅ 계산 결과
레이놀즈 수 (Re)-
레이놀즈 수 눈금 (로그)
층류
천이
난류
2300
4000
흐름 패턴
계산기 설명
레이놀즈 수(Reynolds Number, Re)는 유체의 관성력과 점성력의 비를 나타내는 무차원수입니다. 이 값 하나로 관 내부 유동이 층류인지 난류인지, 그 사이 천이 영역인지를 판별하며, 관 마찰계수·열전달·압력 손실 해석의 출발점입니다.
이 계산기가 구하는 것
밀도(또는 비중), 유속, 관 내경, 동점성 계수(또는 동점도)를 입력받아 Re를 계산하고, 해당하는 유동 영역(층류/천이/난류)을 표시합니다.
왜 필요한가
- 관 마찰계수(무역) 선정과 압력 손실(다르시-베이스바흐) 계산
- 열교환기 설계에서 대류 열전달 계수 상관식 선택
- 펌프·밸브·측정기의 적정 유속 범위 검토
계산 공식
레이놀즈 수 공식
원관 내부 유동에서 관성력(ρVD)을 점성력(μ)으로 나눈 값입니다. 동점성 계수 ν = μ/ρ를 쓰면 Re = VD/ν로도 쓸 수 있습니다.
- Re — 레이놀즈 수 (무차원수)
- ρ — 유체 밀도 [kg/m³ 또는 lb/ft³]
- V — 유속(평균속도) [m/s 또는 ft/s]
- D — 관 내경 [m 또는 ft]
- μ — 동점성 계수(점도) [Pa·s 또는 lb/(ft·s)]
식의 의미
- 유속 V나 관경 D가 클수록, 밀도가 클수록 Re가 커져 난류가 되기 쉽습니다.
- 점도 μ가 클수록(기름, 차가운 액체) Re가 작아져 층류가 유지됩니다.
- Re는 관성 대 점성의 비이므로, 값이 작으면 점성이 지배하고 값이 크면 관성이 지배합니다.
유동 영역
- 층류 (Laminar): Re < 2300 — 매끄러운 층상 유동
- 천이 (Transient): 2300 ≤ Re ≤ 4000 — 층류와 난류 사이 불안정 구간
- 난류 (Turbulent): Re > 4000 — 와류 섞임이 지배적인 유동
계산 예시
20°C 물(ρ ≈ 998 kg/m³, μ ≈ 1.002×10⁻³ Pa·s)이 내경 D = 0.05 m 관을 V = 1 m/s로 흐를 때: Re = (998 × 1 × 0.05) / (1.002×10⁻³) ≈ 49,800으로 난류입니다. 같은 조건에서 V = 0.02 m/s라면 Re ≈ 996으로 층류가 됩니다.
유용한 팁
실무 팁
- 압력 손실을 줄이려면 난류 영역에서 유속을 낮추는 것이 효과적입니다(마찰계수가 높음).
- 점도는 온도에 매우 민감하므로, 운전 온도의 물성을 쓰세요(특히 기름류).
- 비원형 관은 동가수반경(d_e = 4A/P)을 D 대신 쓰세요.
한계와 주의사항
- 경계값(2300, 4000)은 매끄러운 원관 기준이며, 거칠기·입구·굴곡에 따라 달라집니다.
- 천이 구간에서는 유동이 불안정해 상관식의 오차가 큽니다.
- 이 식은 내부 관 유동 기준입니다. 외부 유동(물체 주위)은 특성길이 정의가 다릅니다.