無次元数計算

計算できる無次元数

• ReRe = rho v L / mu、または Re = v L / nu
• FrFr = v / sqrt(g L)
• NuNu = h L / k
• PrPr = cp mu / k、または Pr = nu / alpha
• Pe / Gr / Ra / Bi伝熱・流動の概算確認に使う代表値です。

計算例

Re = 998 * 2 * 0.05 / 0.001 = 99800

結果の読み方

無次元数は、単独の数値だけで設計を確定するためのものではなく、流れや伝熱の状態を分類し、相関式や実験式を選ぶための手がかりです。たとえばReが大きい場合は慣性力の影響が強く、Nuは対流熱伝達が熱伝導に対してどの程度効いているかを見る目安になります。

よく使う場面

• 管内流れや外部流れで、層流・乱流の目安を確認したいとき。
• 熱交換器、冷却、加熱などで、伝熱相関式を選ぶ前に代表値を確認したいとき。
• 実験条件やシミュレーション条件を比較し、支配的な現象が近いか見たいとき。

入力の説明

代表長さ L

管内径、水力直径、物体の代表寸法など、対象に応じた長さです。

物性値

密度、粘度、熱伝導率、比熱などは温度や圧力で変わります。

計算方法

入力できる物性値に応じて複数の式を選べます。

注意点と制限

• 無次元数のしきい値や解釈は、形状、境界条件、粗さ、流入条件などで変わります。
• 圧力損失、熱伝達係数の相関式選定、相変化、圧縮性、多相流までは扱いません。
• 計算結果は参考値です。安全上重要な設計や最終仕様の根拠にはそのまま使わないでください。

よくある質問

代表長さは何を入れればよいですか？

管内流れでは内径や水力直径、外部流れでは物体の代表寸法など、現象を特徴づける長さを使います。対象によって選び方が変わります。

物性値はどの温度の値を使いますか？

厳密には評価温度を決めて、その温度での密度、粘度、熱伝導率などを使います。温度差が大きい場合は物性値の変化に注意してください。

Reだけで層流・乱流を断定できますか？

できません。形状、入口条件、表面粗さ、外乱などによって遷移条件は変わるため、目安として見てください。

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