公開noteのまとめ↑公開しているnote(電子書籍)の内容のまとめています。当サイトのメインテーマであるリチウムイオン電池の性能として内部抵抗やサイクル寿命、フロート寿命特性、過充電を始めとした安全性などが挙げられます。上述の各パラメータに影響を与える電池の設計パラメータとして、電極の多孔度や電極を構成する活物質自体の多孔度や細孔径と呼ばれるものがあります。細孔内の吸着や流体の移動現象を解析することがリチウムイオン電池の性能向上につながり、その解析を行う際に、化学工学、特に移動現象(流体力学)に考え方を使用する場合があります。こちらでは化学工学における重要な用語であるレイノルズ数について解説しています。・ファニングの式とは?計算方法は?【演習問題】というテーマで解説していきます。レイノルズ数(Re)とは?導出方法は?レイノルズ数とは以下で表される慣性力と粘性力の比を表した無次元数のことを指します。円管内を流れる流体においてこのレイノルズ数を使用することが多く、層流になるか、乱流になるかの目安を示す値とも言えるでしょう。表されます(Reはレイノルズ数、ρは流体の密度、uは流体の平均速度(流量/断面積)、Dは円管の直径、μは粘度)。目安としてはReが2300以下では層流、2300~4000程度では層流と乱流が混じる領域、4000以上では乱流となることが知られています。レイノルズ数Reの導出方法については以下の通りです。上述のよう、レイノルズ数は慣性力と粘性力の比という観点から導出していきます。単位面積当たりの流体の慣性力としては運動量に相当すると考えてよく、ρu^2となります。単位面積当たりの流体の粘性力としては、ニュートン粘性の法則によりニュートン流体においてはμdu/dyという式が成り立ちます。レイノルズ数に慣れるためにも演習問題で実際にレイノルズ数を計算してみましょう。粘度が1mPa・sであるとしてReを計算しましょう。6000となり、乱流となることがわかります。単位換算が複雑ですので、いくつか問題を解いて慣れると良いでしょう。流体などについて考える際に、レイノルズ数と同等に重要な式としてファニングの式というものがあります。ファニングの式とは、「配管内などを流れる流体の圧力損失⊿Pや摩擦損失」と「流速や配管の長さや内径など」の関係を表した式であり、以下の式で定義されます。乱流による領域では以下のファニングの式で圧力損失を計算することが可能です(後程解説しますが、層流領域では式が異なります。乱流でのファニングの式を考えていきましょう))。100000以下で成立するとされています)実際にファニングの式を利用した計算問題を解き、どのように圧力損失や摩擦係数が算出されるか確認していきましょう。機械的損失の計算には、複雑な単位換算があるためにミリ、マイクロ、ナノといったSI接頭後の変換をきちんとできるようにしましょう。この液体が曲がることなく300m移動する際の圧力損失⊿Pと摩擦損失Fを計算してみましょう。解答ファニングの式は層流か乱流かで求める値が異なるために、まずレイノルズ数Reを算出する必要があります。76500である、乱流となります。0.004756と求められます。最後にファニングの式に摩擦係数等の各値を代入しまして摩擦損失Fを算出しましょう。摩擦損失の単位は上述のよう[J/kg]となることに気を付けましょう。[Pa]や[KPa]となることに気を付けましょう。計算問題を解いてみようTwitter始めました!サイトの記事や更新情報等つぶやいていきます。よろしければフォローのほどよろしくお願いいたします。Reserved.サイト内検索:。