ForHosting KIT · 開発者向けツール

レイノルズ数から管内の流動状態を判定

この計算ツールは、入力されたレイノルズ数から管内流の流動状態を判定します。工学で標準的に用いられる境界を適用し、2300 未満を層流、2300 以上 4000 以下を遷移流、4000 超を乱流とします。結果は即時かつ決定論的で、無次元です。計算の確認、設計上の前提の記録、圧力損失や熱伝達に用いる相関式の選択に役立ちます。また、適用した境界値も返すため、報告書で判定根拠を明確に示せます。

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レイノルズ数から分かる管内流の性質

レイノルズ数は、流体が運動するときの慣性の影響と粘性の影響を比較する指標です。管内流では一般に、流体密度、平均流速、管径、動粘度ではなく粘度を用いる式、または流速、管径、動粘度を用いる式で求めます。単位は相殺されるため、結果は無次元です。値が小さい場合は粘性が乱れを強く抑え、隣接する流体層が整然と動きやすいことを示します。値が大きい場合は、慣性によって変動や混合が維持されやすくなります。このツールは、その無次元値がすでに求められている段階で使用します。レイノルズ数を入力すると、慣例的な流動状態の名称を返します。密度、流速、管径、粘性係数からレイノルズ数そのものを計算する機能ではなく、それらの測定値が正しいかどうかも判断しません。この役割分担により、結果を監査しやすくしています。出力には入力値、判定結果、使用した 2 つの境界値が含まれ、報告書や自動処理で結論と根拠を一緒に保存できます。

臨界境界値の適用方法

判定には、円管内流について広く教えられている境界値を使用します。レイノルズ数が 2300 より小さい場合は層流です。2300 から 4000 までの値は、両端を含めて遷移流です。4000 より大きい場合は乱流です。端点を明示することはソフトウェアでは重要です。等号の扱いが不明確だと、ちょうど 2300 または 4000 の入力で結果が一致しない可能性があるためです。遷移域では、外乱、入口条件、管の粗さ、振動、実験装置などが観察される挙動に影響します。そのため遷移流という結果は、確実な層流または十分に発達した乱流として扱わないよう注意を促すものです。ゼロは有効な無次元値として受け付け、境界規則に従って層流に分類します。ただし、通常の定義ではゼロは平均流量がない状態に相当します。負の値、無限大、欠損値、数値でない入力は拒否します。境界値との比較前に丸め処理は行いません。

工学業務での結果の利用方法

流動状態の判定は、通常は最終的な工学的回答ではなく、中間判断です。摩擦係数の関係式、圧力損失の計算法、混合に関する仮定、対流熱伝達の相関式を選ぶ際の手掛かりになります。たとえば、明確に層流域にある計算結果には層流用の摩擦関係式が適する可能性があります。一方、乱流境界を十分に上回る結果では、相対粗さも考慮する乱流相関式を検討します。遷移流の場合は特に注意が必要です。完全発達した層流または十分な乱流だけを対象とする相関式を適用すると、境界値が保証しない精度を示してしまうことがあります。対象が円管か、流れが十分に発達しているか、特殊な入口形状、脈動、非ニュートン性、強い表面粗さが解釈を変えないかをご確認ください。標準境界は実用上の慣例であり、普遍的な物理的不連続ではありません。境界付近の設計判断では元の値を保存し、運転条件や流体物性への感度を調べ、装置に適用される規格または検証済み手法に従ってください。自動判定の API 料金は 1 リクエスト当たり $0.002 です。

活用例

管内流の相関式を選ぶ

計算済みのレイノルズ数を分類してから、流動状態に適した摩擦または熱伝達の相関式を選択できます。

運転条件を比較する

最小、通常、最大の運転条件を比較し、管内流が遷移域に入る可能性を確認できます。

計算条件を記録する

入力値、流動状態、正確な臨界境界値を工学計算書や自動生成レポートに保存できます。

よくある質問

管内流が層流となるレイノルズ数はいくつですか？

このツールでは、2300 未満のレイノルズ数を層流と判定します。

ちょうど 2300 または 4000 の場合はどうなりますか？

どちらの境界値も遷移流と判定します。乱流となるのは 4000 を超えた場合です。

レイノルズ数そのものも計算できますか？

いいえ。流体と管の適切な物性値から事前に計算されたレイノルズ数を分類するツールです。

この境界値はすべての流れに適用できますか？

いいえ。管内流に対する標準的な慣例値です。異なる形状、非ニュートン流体、専門規格では別の基準が用いられる場合があります。

API リクエストの料金はいくらですか？

API リクエストは 1 回 $0.002 です。ブラウザー版は API を呼び出さずに利用できます。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/eng/flow-regime

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/eng/flow-regime \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"reynolds_number":3200}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/eng/flow-regime", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "reynolds_number": 3200
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/eng/flow-regime",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "reynolds_number": 3200
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/eng/flow-regime", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"reynolds_number":3200}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"reynolds_number":3200}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/eng/flow-regime", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "reynolds_number": 3200
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "eng.flow_regime",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

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