スタントン数
スタントン数(すたんとんすう、英: Stanton number)は、伝熱や自然対流の問題に対して用いられる、熱伝達率と熱容量の比を表す無次元量である。その名はトーマス・エドワード・スタントンにちなむ。
定義
スタントン数 St は次式で定義される:
ここで
である。
スタントン数は他の無次元数を用いて次のように表すことも出来る:
ここで
である。
使用例
ニュートンの冷却の法則より、固体が温度Tm (一定)の流体と接して熱交換をしているとき、固体の温度T の時間変化は
で表すことができる。ここで、
- T0 :固体の初期温度(時刻t = 0の温度)
- h :熱伝達率
- S :固体と流体の接触面積
- C = cp ρV :熱容量
- V :固体の体積
である。この式を無次元形に書き直すと、
となり、固体の温度変化はスタントン数に支配されることが分かる。
別の例[1]として、直径d の円管に長さl 、壁温Tw の加熱区間を設け、温度T0 の流体を平均速度um で内部に通すことを考える。このとき出口流体温度をTb,l とすると、円管が流体に与えた熱量 は
であり、 を平均熱伝達率hm と対数平均温度差を用いて表した
と等置することで、次式が得られる:
この式には物性値や流速が現れないという点で、ヌセルト数を使った表式より利点がある。
脚注
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アーセル数 - 圧力係数 - アトウッド数 - アルキメデス数 - イリバレン数 - ウェーバー数 - ウェーバーの火炎速度数 - ウォーリスパラメータ - ウオマスリー数 - エクマン数 - エッカート数 - エトベス数 - エリクセン数 - オイラー数 - オーネゾルゲ数 - 拡散数 - ガリレイ数 - カルロビッツ数 - 管摩擦係数 - キャビテーション数 - キャピラリ数 - クーラン数 - クーリガン・カーペンター数 - クタテラッゼ数 - クヌーセン数 - グラスホフ数 - グレーツ数 - 形状係数 - ゲルトラー数 - コルバーンのJ因子 - シャーウッド数 - シュミット数 - スタントン数 - スチュアート数 - ストークス数 - ストローハル数 - ゼルドビッチ数 - ダンケラー数 - チャンドラセカール数 - ディーン数 - テイラー数 - デボラ数 - ヌセルト数 - ハーゲン数 - ハルトマン数 - ビオ数 - ビンガム数 - フーリエ数 - ブラウネル・カッツ数 - プラントル数 - ブリンクマン数 - フルード数 - ブレーク数 - ペクレ数 - ベジャン数 - マークシュタイン数 - マッハ数 - マランゴニ数 - モートン数 - ラプラス数 - ランキスト数 - リチャードソン数 - ルイス数 - レイノルズ数 - レイリー数 - ロスビー数 - ロックハート・マルティネリパラメータ - ロッシュコ数 - ワイゼンベルグ数 | |
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