無次元数ペクレ数とは実際にはどのようなことをあらわしているのですか？

質問

私は化学系の学生なのですが、現在、流体に関する勉強をしています。
どうかアドバイスお願いします。

現在、マイクロスケールでの流体の混合についての論文を読んでいるのですが、ペクレ数がしばしば登場します。

論文では、ペクレ数が大きくなると、混合に必要な流路長が長くなると記述しているのですが、

Pe=Ul/D D:分子拡散係数　U:代表速度　L:代表長さ　
とした場合、
ペクレ数が高いとき、対流項が混合において支配的になる
ペクレ数が低いとき、拡散項が支配的になる。
従って、ペクレ数が高いときは、混合に必要な流路長が長くなる。

という考えはおかしいですか?

回答No.1

noname#252183 · ベストアンサー

おかしくはないと思います。
流体を学ばれているのなら、先に「移流拡散方程式」を知っておかれると良いでしょう。
例えば→ http://www11.plala.or.jp/faw/CAI_Related/Intr_CFD/3.4.html
は判り易いと思います。

層流の移流項（対流項）があれば、必要流路長は引き伸ばされます。
つまり「ペクレ数（特に流速）が高いときは、混合（拡散）に必要な流路長が長くなる。」
乱流なら必要流路長も混合時間も最小でしょうが、マイクロスケールゆえ考える必要なしですね。。

蛇足で、
古い理化学辞典（3版）によれば、ペクレ数は昔は熱ペクレ数（分母は温度伝導率 a[m^2/s]）だけだったようです。
今は分母が拡散係数D[m^2/s] の場合もいうようですが（→http://chemeng.on.coocan.jp/　の左欄・次元解析と無次元数 の物質移動の項）、
拡散レイノルズ数ともいうようです。（http://www.ifpj.com/CFD_lecture_chapter1.pdf　のｐ18）

お礼

アドバイスありがとうございます。
大変参考になりました。
また、質問の際にはご協力お願いします。