シュミット数計算機

シュミット数、Sc と表され、これは運動拡散率（粘度）に対する質量拡散率の比を表す無次元数です。これは運動と質量の移動の拡散が重要な流体の流れの特徴に不可欠です。エルンスト・ハインリヒ・ヴィルヘルム・シュミットにちなんで名付けられたこの数は、流体の運動量と質量の移動境界層の相対的な厚さを分析するのに役立ちます。

歴史的背景

シュミット数は流体動力学と熱伝達において重要な役割を果たし、流体の流れの挙動についての洞察を提供します。その開発は、熱力学と流体力学の分野に重要な貢献をしたエルンスト・シュミットの研究に帰因しています。

計算式

シュミット数は以下の式を使用して計算されます。

\[ Sc = \frac{\nu}{D_{c}} \]

ここで：

• \(Sc\) はシュミット数、
• \(\nu\) は流体の動粘度（m²/s）、
• \(D_{c}\) は質量拡散率（m²/s）。

計算例

動粘度が \(15\) m²/s、質量拡散率が \(10\) m²/s の流体のシュミット数を求めます。

\[ Sc = \frac{15}{10} = 1.5 \]

したがって、シュミット数（Sc）は \(1.5\) です。

重要性と利用シナリオ

シュミット数は流体力学において流体の流れの挙動を分析し予想するために不可欠であり、特に運動量と質量の移動が同時に起こっているプロセスにおいて重要です。化学反応器の設計と分析、環境工学、海流と大気条件の研究で広く使用されています。

よくある質問

1. シュミット数が高いことは何を示していますか？

   • シュミット数が高いことは、粘度が質量拡散率よりも支配的で、運動境界層と比較して質量移動境界層が薄くなることを示唆しています。

2. シュミット数は質量移動にどのように影響しますか？

   • シュミット数は流体内の質量移動の効率を判断するのに役立ちます。Sc が低いほど、質量移動はより効率的です。

3. シュミット数は気体に適用できますか？

   • はい、シュミット数は、液体と気体の両方に適用でき、それらの流れと拡散特性についての洞察を提供します。