レイノルズ数の計算
このレイノルズ数の計算ツールは、なめらかな流れと乱れた流れを分ける無次元数を求めます。例:直径5 cmの管を1.5 m/sで流れる水はRe≈74,700.6で、乱流です。
計算例:粘度の与え方: 粘性係数 μ(密度とともに) · 流体の密度 ρ 998 kg/m³ · 流速 v 1.5 m/s · 代表長さ L 0.05 m · 粘性係数 μ 1.002 mPa·s → 結果:Re=74,700.6:乱流(Re>4,000)。出典:Munson/Young/Okiishi, Fundamentals of Fluid Mechanics, 章「Viscous Flow in Pipes」(Re = ρvD/μ;層流は約2300まで、乱流は約4000以上)。更新日:
計算方法
レイノルズ数Reは、流れの中での慣性力と粘性力の比を表す無次元数です。流体が整った層になって流れる(層流)か、渦を作って流れる(乱流)かを決める、流体力学でもっとも重要な数のひとつです。
公式
Re=ρ·v·L/μ。ρは密度、vは速度、Lは代表長さ、μは粘性係数です。動粘度ν=μ/ρを使うとRe=v·L/νと簡単になります。まっすぐな管では、おおよそ2,300未満が層流、2,300〜4,000が遷移、それ以上が乱流です。
計算例
水(ρ=998 kg/m³、μ=1.002 mPa·s)が内径0.05 mの管を1.5 m/sで流れる場合、Re=998×1.5×0.05/0.001002=74,700.6です。動粘度ν=1.004 mm²/sを使うと、Re=1.5×0.05/(1.004×10⁻⁶)=74,701.2となります。物性値の丸めの範囲で両者は一致し、流れは乱流です。空気(1.2 kg/m³、0.018 mPa·s)が内径0.02 mの管を0.1 m/sで流れる場合は、Re=133.333になります。
- 水の粘度は温度が上がると下がるので、温かい水ではReが大きくなります。
- 境界値は目安です。管の粗さや外乱で遷移の位置は動きます。
- 単位:μはPa·s、νはm²/sですが、この計算ツールではmPa·sとmm²/sで入力すれば自動で換算します。
よくある質問
レイノルズ数がいくつから乱流になりますか?
管では、Reが2,300未満なら層流、4,000を超えると乱流とされ、その間は遷移領域です。
代表長さとは何ですか?
流れの特徴を決める寸法のことで、管なら内径、平板なら流れ方向の長さ、球なら直径です。
粘性係数と動粘度の違いは?
動粘度νは、粘性係数μを密度ρで割ったものです。水ではν=1.00401 × 10⁻⁶ m²/sです。
出典・根拠
- Munson/Young/Okiishi, Fundamentals of Fluid Mechanics, 章「Viscous Flow in Pipes」(Re = ρvD/μ;層流は約2300まで、乱流は約4000以上)
- Wikipedia – Reynolds-Zahl
更新日: · 編集方針
関連ツール
- 圧力損失 計算:まっすぐな配管の摩擦損失配管の圧力損失 計算ツール。流量・内径・長さ・粗さから管摩擦係数λ、損失ヘッド(m)と圧力損失(bar・kPa)を求めます。水以外の液体にも対応。
- 管の流量計算管の流量計算ツール。管径と流速から流量、またはその逆を求め、水配管のレイノルズ数と圧力損失も表示します。計算の過程つきで無料です。
- 水圧の計算水圧の計算ツールです。水、海水、水銀などの深さごとの圧力、圧力から深さ、面にはたらく力を求められ、大気圧を加えた絶対圧力も表示します。
- 浮力の計算浮力を計算します。アルキメデスの原理で浮力、浮くか沈むか、沈む割合、積める荷物を求め、ヘリウムや熱気球の揚力も計算できます。
- 密度計算:密度・質量・体積を求める密度の計算を公式ρ=m/Vで。密度・質量・体積のどれでも求められ、計算方法を途中式つきで表示します。g/cm³とkg/m³の単位換算、物質の密度表つき。
- 空気密度の計算空気密度の計算ツールです。気温、気圧、相対湿度からkg/m³とlb/ft³で空気密度を求め、計算手順と乾燥空気との比較も表示します。
- オンライン電卓無料のオンライン電卓。アプリ不要で、スマホでもパソコンでも入力するとすぐ答えが出ます。四則演算の優先順位、かっこ、パーセント、ルート、途中式と履歴に対応。
- 掛け算の筆算ツール掛け算の筆算を、部分積と繰り上がりを1ステップずつ表示。小数や負の数にも対応します。練習や宿題の答え合わせにも使えます。登録不要・無料です。
- 梁のたわみ計算梁のたわみ計算ツール。単純梁と片持ち梁に集中荷重または等分布荷重をかけたときのたわみ、曲げモーメント、曲げ応力を、鋼・木材・アルミ・コンクリートで求めます。