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:

kg/m³
20 °Cの水は約998 kg/m³、空気は約1.2 kg/m³です。
m/s
流体の平均速度です。
m
管なら内径、平板なら流れ方向の長さです。
mPa·s
20 °Cの水:1.002 mPa·s。1 mPa·s=0.001 Pa·sです。
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結果

結果
Re=74,700.6:乱流(Re>4,000)
いろいろな表し方
量値
レイノルズ数 Re74,700.6
流れの種類(管)乱流(Re>4,000)
動粘度 ν1.00401 × 10⁻⁶ m²/s
計算の手順
  • ν=μ/ρ=0.001002 Pa·s/998 kg/m³=1.00401 × 10⁻⁶ m²/s、Re=ρ·v·L/μ=998×1.5×0.05/(0.001002)=74,700.6。
2300と4000という境界は、まっすぐで滑らかな管の流れ(L=内径)に対するものです。平板、球、翼では臨界値がまったく異なります。

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。

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

更新日: · 編集方針

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