シャーウッド数計算機

無次元数であるシャーウッド数は、物質移動の操作解析において重要な役割を果たします。対流および拡散による物質輸送の比率を定量化し、物質移動が重要な化学反応器、分離プロセス、およびその他のシステムを設計および最適化するために不可欠です。

歴史的背景

シャーウッド数は、化学工学分野の創設者として重要な役割を果たしたトーマス・キルゴア・シャーウッドにちなんで命名されました。彼の研究により、物質移動と、さまざまな工業プロセスにおけるその応用の体系的な研究の基盤が確立されました。

計算式

シャーウッド数 (Sh) は、以下の式を使用して計算されます。

\[ Sh = \frac{kL}{D} \]

ここで、

• \(k\) は物質移動係数 (m/s)
• \(L\) は特性長 (m)
• \(D\) は拡散係数 (m2/s)

例題の計算

与えられたもの:

• 物質移動係数 (k) = 12 m/s
• 特性長 (L) = 14 m
• 拡散係数 (D) = 17 m2/s

計算: \[ Sh = \frac{12 \times 14}{17} \approx 9.8823529412 \]

重要性と使用例

シャーウッド数は、流体中の物質移動に取り組むエンジニアや科学者にとって不可欠です。以下に役立ちます。

• 化学反応器と分離装置の設計
• 熱および物質移動プロセスの最適化
• 工業操作の効率の向上

よくある質問

1. 高いシャーウッド数は何を示しますか?

• 高いシャーウッド数は、拡散に関連する対流物質移動の増大を示唆しています。

2. 特性長はシャーウッド数にどのような影響を与えますか?

• 特性長はシャーウッド数に直接影響を与えます。長さが大きくなるとシャーウッド数が増加し、対流効果がより顕著になることを示します。

3. シャーウッド数は気体および液体に使用できますか?

• はい、物質移動の研究では、気体および液体に使用できます。