円管内流れの熱伝達率

円管内流れによる熱伝達率を計算する

円管内を流れる流体による強制対流熱伝達率を計算します。

1. 流体の物性値を入力します。※物性で、空気・水を選択すると、20℃の物性値がセットされます。
2. 管の直径（内径）を入力します。管の伝熱の形態を指定します。
3. レイノルズ数、プラントル数、ヌセルト数、熱伝達率の結果が出力されます。

流体	物性	空気 水
	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)]
	流速 $u$ [m/s]
	臨界レイノルズ数 $Re_{cr}$
管	直径 $D$ [m]
	伝熱（層流用）	壁温度一定 熱流束一定
	伝熱（乱流用）	加熱 冷却
結果	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/(m2K)]

※レイノルズ数が指定した臨界レイノルズ数に比べ小さいと層流、大きいと乱流と判断されます。

計算式

本ページでは以下の式で計算しています。流れは十分に発達した状態を仮定しています。

円管内流の層流熱伝達率

$$Nu = 3.66   （壁温一定）$$

$$Nu = 4.36   （熱流束一定）$$

円管内流の乱流熱伝達率

Dittus-Boelterの式

$$Nu = 0.023 Re^{0.8} Pr ^n \quad \quad (0.6\leq Pr \leq 160,  Re \geq 10^4, L/D \geq 10)$$

流体が加熱される場合 $n=0.4$、冷却される場合 $n=0.3$。

$Nu=hD/\lambda$：ヌセルト数、$Re=\rho u D/\mu$：レイノルズ数、$Pr=\mu C_p / \lambda$：プラントル数

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