ヌセルト数計算ツールの使い方
- 計算モードを選択 — 「定義式（h, L, k）」または「ディトゥス・ボエルターの式（Re, Pr）」から選択します。
- 数値を入力 — 各項目をSI単位系（国際単位系）で入力します。
- 計算結果を確認 — 結果パネルに算出されたヌセルト数（Nu）が表示されます。
計算公式と理論 - ヌセルト数の求め方
定義式:
Nu = h · L / k
ディトゥス・ボエルターの式（管内乱流の相関式）:
Nu = 0.023 · Re^0.8 · Pr^n
流体の加熱時: n = 0.4
流体の冷却時: n = 0.3| 記号 | 意味・説明 |
|---|---|
| h | 対流熱伝達率 [W/(m²·K)] |
| L | 代表長さ（円管内径など） [m] |
| k | 流体の熱伝導率 [W/(m·K)] |
| Re | レイノルズ数（Reynolds number） |
| Pr | プラントル数（Prandtl number） |
適用条件および制限事項
- ディトゥス・ボエルターの式（Dittus–Boelter correlation）は実験式であり、標準的な誤差範囲は ±25% 程度です。
- 適用可能な範囲：0.6 < Pr < 160、Re > 10,000、L/D > 10（管長と管径の比）。
- 壁面付近の粘性変化が著しい高粘性流体の場合は、シーダー・テイトの式（Sieder–Tate）などの補正式が適しています。
ヌセルト数計算ツールの活用事例
- 熱交換器の設計 — 詳細な流体解析（CFD）の前に熱伝達率 h を迅速に試算・見積もり。
- 配管内の加熱・冷却計算 — 円管内フローにおける境界熱伝達率の簡易検証。
- 伝熱工学・流体力学の学習 — レイノルズ数 Re やプラントル数 Pr がヌセルト数 Nu および熱伝達効率に与える影響のシミュレーション。
本ヌセルト数計算ツールは、伝熱工学の基礎となる定義式と、実務で頻繁に使用されるディトゥス・ボエルター相関式の両方に対応しています。