レイリー数(レーレー数)とは?

当サイトでは記事内に広告を含みます


レイリー数(レーレー数)とは?

 

当サイトでは、リチウムイオン電池をメインテーマとして各種解説をしていますが、リチウムイオン電池だけでなく、製造業において化学工学の知識は不可欠です。

 

例えば、リチウムイオン電池の製造工程としては、電極スラリーを混練する際の撹拌する力や与えるエネルギーの設計、電極スラリーを混練したあとの電極基材へ塗布した後のコーターでの乾燥条件の設計などに化学工学の知識が必要になる場合があります。

 

ここでは、化学工学における基礎技術である移動操作(流体や熱伝導)の中でも重要な定義である「レイリー数」に関する内容について解説していきます。

 

 

・レイリー数(レーレー数)

 

・レイリー数とグラスホフ数・プラントル数との関係

 

というテーマで解説しています。

 

 

レイリー数(レーレー数)

 

ヌッセルト数は、熱伝導などの物質の移動現象に関する用語であり、具体的には対流伝熱の影響(熱伝達)と伝導伝熱(熱伝導)の比を表した無次元量です。

 

限界例レイリー数やレーレー数とも呼ばれます。

 

レイリー数は他の移動現象(流体や熱の移動)に関する重要な無次元数である「レイノルズ数」「ヌッセルト数」「グラスホフ数」「プラントル数」と一緒に覚えておくといいです。

 

レイリー数は浮力と熱拡散率(温度拡散率)の比を表したものです。

 

以下の式で定義されます。

 

 

レイリー数を求めることによって、流体が「熱伝導によって主に伝わるのか」「対流によって伝わるのか」を判断することができます。ただし、このときの対流とは基本的に自然対流のことを指します。

 

限界レイリー数以下のレイリー数では、熱伝導によって伝わります。この値を超えると対流により熱が伝わるのです。

 

また、数値によってもレイノルズ数のように層流になるか乱流になるかの判断目安を行うことができます。

 

およそ5×10^8~10^10あたりが層流と乱流の遷移域であり、それ以上では乱流となります。

 

Re数では、遷移域が2000~4000程度であり、それ以上では乱流と判断しており、数値が混ざらないように覚えておくといいです。

 

また、代表温度差とは配管などであったら配管と流体が触れる界面の温度と流体の主な温度との差を表します。

 

関連記事

 

レイノルズ数とは
ヌッセルト数・グラスホフ数・プラントル数とは
浮力とは?浮力の計算方法
動粘度とは

体積膨張率(気体)とは?

 

 

レイリー数とグラスホフ数・プラントル数との関係

 

このような重要な無次元数であるレイリー数ですが、グラスホフ数・プラントル数とも関係があります。

 

以下の式で定義されています。

 

 

こちらも各々の定義を確認して計算してみると、レイリー数になるのです。一度導出過程を計算して確認してみると理解が深まります。

 

関連記事

 

レイノルズ数とは
ヌッセルト数・グラスホフ数・プラントル数とは
浮力とは?浮力の計算方法
動粘度とは

体積膨張率(気体)とは?

 

レイリー数(レーレー数)とは? 関連ページ

熱の伝わり方(伝熱の仕方)の種類
フーリエの法則と熱伝導(伝導伝熱) 平板・円筒・球での熱伝導度(熱伝導率)の計算方法
多層平板における熱伝導(伝導伝熱)と伝熱抵抗 熱伝導度の合成
ニュートン冷却の法則や総括伝熱係数(熱貫流率・熱通過率)とは?【対流伝熱】
ニュートン粘性の法則の導出と計算方法 ニュートン流体と非ニュートン流体とは?【粘性係数(粘性率)と速度勾配】
放射伝熱(輻射伝熱)とは?プランクの法則・ウィーンの変位則・ステファンボルツマンの法則とは?
熱交換器の計算問題を解いてみよう 対数平均温度差(LMTD)とは?【演習問題】
比熱の測定方法(簡易版)
熱伝導率の測定・計算方法(定常法と非定常法)(簡易版)
熱拡散率(温度拡散率)と熱伝導率の変換・計算方法【演習問題】
反応速度と定常状態近似法、ミカエリス・メンテン式
ラウールの法則とは?計算方法と導出 相対揮発度:比揮発度とは?【演習問題】
蒸気圧と蒸留 クラウジウス-クラペイロン式とアントワン式
流速と流量の計算・変換方法 質量流量と体積流量の違いは?【演習問題】
流束と流束密度の違いは? 流束と流束密度の計算問題を解いてみよう【演習問題】
流速と流束(フラックス)の違いは? 流束の種類
レイノルズ数、ファニングの式とは?導出方法と計算方法【粘性力と慣性力の比】
単蒸留とは?レイリーの式の導出と単蒸留の図積分を用いた計算問題【演習問題】
フラッシュ蒸留と単蒸留とフラッシュ蒸留の違いは?【演習問題】
連続蒸留とは?蒸留塔の設計における理論段数・最小還流比とは?【演習問題】
蒸留塔における理論段数の算出方法(McCabe-Thiele法による作図)は?理論段数・最小還流比とは?【演習問題】
ベルヌーイの定理とは?ベルヌーイの定理の問題を解いてみよう【演習問題】
反応器(CSTRとPFR)の必要体積の比較の問題【反応工学の問題】
逐次反応 複合反応の導出と計算【反応工学】
並列反応 複合反応の導出と計算【反応工学】
転化率・反応率・選択率・収率 導出と計算方法は?【反応工学】
平均滞留時間 導出と計算方法【反応工学】
反応次数の計算方法 0次・1次・2次反応【反応工学】
粒子の沈降とは?ストークスの法則(式)と終末速度の計算方法【演習問題】
含水率とは?湿量基準含水率と乾量基準含水率の違いは?
参考文献
ヌッセルト数(ヌセルト数)・グラスホフ数・プラントル数
U字管マノメーターの原理と計算方法
層流・乱流・遷移領域とは?層流と乱流の違い
熱伝導率と熱伝達率の違い【熱伝導度や熱伝達係数との違い】
フィックの法則の導出と計算【拡散係数と濃度勾配】
熱抵抗を熱伝導率から計算する方法【熱抵抗と熱伝導率の違い】
【ハ-ゲンポアズイユの定理】円管における層流の速度分布を計算する方法
質量保存則と一次元流れにおける連続の式 計算問題を解いてみよう【圧縮性流体と非圧縮性流体】
静圧と動圧の違い【位置エネルギーと運動エネルギー】
ゲージ圧力と絶対圧力の違いは?変換(換算)の計算問題を解いてみよう【正圧と負圧の違いは?】
熱流束・熱フラックスを熱量、伝熱量、断面積から計算する方法【熱流束の求め方】

HOME プロフィール お問い合わせ