ルイス数計算機

ルイス数は、熱拡散率と物質拡散率の比を表します。この無次元数は、特に流体力学と化学工学の熱と物質伝達プロセスの組み合わせの研究において重要です。

歴史的背景

ルイス数の概念は、20世紀初頭のアメリカ人の化学者ウォーレン・K・ルイスによって導入されました。それ以来、対流熱および物質伝達現象の解析において基本的なパラメータとなっています。

計算式

ルイス数は次の式を使用して計算されます。

\[ Le = \frac{\alpha}{D_c} \]

ここで次のとおりです。

• \(Le\) はルイス数
• \(\alpha\) は熱拡散率 (m²/s)
• \(D_c\) は物質拡散率 (m²/s)

計算例

熱拡散率が \(\alpha = 12\) m²/s、物質拡散率が \(D_c = 16\) m²/s の場合、ルイス数 (Le) は次のように計算されます。

\[ Le = \frac{12}{16} = 0.75 \]

重要性と使用シナリオ

ルイス数は、熱と物質伝達を含むシステムを設計および解析するエンジニアや科学者にとって不可欠です。化学反応器の最適化、大気現象の研究、熱交換器の設計で広く使用されています。

一般的な FAQ

1. ルイス数が高いことは何を示していますか？

   • Le が高いことは、熱が物質よりもはるかに速く拡散することを示しています。

2. ルイス数はどのように熱と物質伝達に影響しますか？

   • ルイス数は、熱と物質伝達の相対的な速度を理解するために役立ちます。Le が 1 に近いことは、熱と物質伝達の速度が類似していることを意味します。

3. ルイス数は 1 より小さくなりますか？

   • はい、物質拡散率が熱拡散率よりも大きい場合、Le は 1 未満になり、熱と比較して物質の拡散がより速いことを示します。

ルイス数とその意味を理解することで、熱と物質伝達を含むシステムのより効率的かつ効果的な設計と運用が可能になります。