層流 - 問題解決

標準大気圧で300ケルビンのパイプを流れる空気、毎秒0.0163キログラムの質量流量を考えてみましょう。流れが層流であると仮定される場合は、パイプに許容される最小直径を決定します。

層流は、レイノルズ数が2100を超えないときに達成されます。この計算は、流速と断面積で速度を表すことから始まります。

円形パイプの場合、速度は流量とパイプの直径に依存します。この速度の式を、密度、速度、直径、および粘度を含むレイノルズ数の公式に代入すると、流量を解くことができます。

指定された流量を前提として、流体密度は圧力、ガス定数、および温度の既知の値を使用して計算され、1立方メートルあたり約1.177キログラムが得られます。

質量流量と質量密度の量がわかっていると、体積流量は毎秒約0.0138立方メートルであることがわかります。

標準の粘度値を使用すると、層流を確保するために必要なパイプの直径は約 0.46 メートルで、レイノルズ数は 2100 に保たれます。