円柱の熱伝達率の計算（強制対流熱伝達）

円柱の強制対流熱伝達率を計算する

流れに垂直に置かれた円柱の強制対流熱伝達率を計算します。

熱伝達率 $h$ は、ヌセルト数 $Nu$ と以下の関係にあります。
$$Nu=\frac{hd}{\lambda}$$

強制対流における円柱の平均ヌセルト数は以下の実験式で計算できます。

$$Nu=C Re^m Pr^{1/3}$$

$Re=\rho u d/\mu$：レイノルズ数、$Pr=\mu Cp/\lambda$：プラントル数、
$d$：円柱の直径、$u$：流速、$\rho$：密度、$\mu$：粘度、$\lambda$：熱伝導率、$Cp$：比熱

係数 $C$、$m$ は、$Re$ 数に対して次のようになります。

$Re$	$C$	$m$
$0.4 \sim 4$	$0.999$	$0.330$
$4 \sim 4 \times 10$	$0.920$	$0.385$
$4 \times 10 \sim 4 \times 10^3$	$0.689$	$0.466$
$4 \times 10^3 \sim 4 \times 10^4$	$0.195$	$0.618$
$4 \times 10^4 \sim 4 \times 10^5$	$0.0268$	$0.805$

参考文献：北山直方. 図解伝熱工学の学び方. オーム社, 1982

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円柱直径、流速、各物性値を入力してください。熱伝達率が計算されます。$Re$ 数、$Pr$ 数、$Nu$ 数も表示されます。
物性を選択すると20℃の時の物性値が入力されます。物性値は適宜変更してください。

空気 水

円柱直径 $d$ [m]		流速 $u$ [m/s]
密度 $\rho$ [kg/m3]		粘度 $\mu$ [Pa s]
熱伝導率 $\lambda$ [W/m K]		比熱 $C_p$ [J/kg K]
レイノルズ数 $Re$
プラントル数 $Pr$
ヌセルト数 $Nu$
熱伝達率 $h$ [W/m2 K]

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