レイノルズ数 - sekihei diary

今年、高圧ガス甲種を受験するためぼちぼち試験勉強を開始しました。

ただし私の性格上一人で黙々とやってもすぐに飽きてしまうのでブログに記載して見える化を図ることにしました。

本日はレイノルズ数についてです。

流体の流れには種類があり層流、遷移域、乱流に分けることができます。

"層流"とは流体の大凡の部分が規則的に流れている状態

"遷移域"とは流れの状態が不安定で層流と乱流の中間状態

"乱流"とは流体の流れが混ざり合い入り乱れた不規則な状態

この流れの状態を数値的に説明したものが”レイノルズ数”である。

レイノルズ数は以下の式で求めることができる。

$Re = {Dūρ}/{μ} = {Dū}/{ν}$

$ν ={μ}/{ρ}$

Re:レイノルズ数［−］　D:管内径［m］　ū :平均流速［m/s］　

ρ:密度［kg/m^3］　μ:粘度［Pa・s］　ν:動粘度［m^2/s］

また流れ状態の判別は次のようになる。

層流　Re＜2100

遷移域　2100＜Re＜4000

乱流　4000＜Re

次に例題を解きたいと思います

密度ρが1000［kg/m^3］、粘度μが0.001［Pa・s］の液体が、4.0［m/s］の平均流速ūで水平管路50［m］の距離を流れている。この鋼管の内径Dは75［mm］であるとして次の各問に答えよ。

（H14甲種機械検定　類似）

2.流れの状態

まず問１から解きたいと思います

各数値をレイノルズ数を求める式に代入します

$Re = {0.075 × 4.0 × 1000}/{0.001}$

$Re = 3 × 10^5$

$Re = 3 × 10^5$ ということでRe＞4000となるため問2の回答は乱流となります