層流と乱流の違いとは？レイノルズ数を簡単オンライン計算！

流体力学において重要な概念のひとつが「層流」と「乱流」です。配管設計や化学工学、さらには医学や空調など幅広い分野で登場する基本ですが、その違いを正しく理解している人は意外と少ないかもしれません。

この記事では、層流と乱流の特徴・判定方法をわかりやすく解説し、さらに実際の応用事例まで紹介します。

層流と乱流の基本的な違い

層流（Laminar flow）

• 流体の分子が規則正しく層をなして流れる
• 流れは滑らかで、速度分布は放物線状
• 摩擦損失が小さいが、混合や拡散は起こりにくい

乱流（Turbulent flow）

• 流体の分子が不規則に渦を巻きながら流れる
• 速度分布はほぼ一様に近くなる
• 摩擦損失は大きいが、混合が活発で熱・物質移動が促進される

レイノルズ数による判定

層流か乱流かは レイノルズ数（Re） によって判定できます。
\(Re = \frac{ρ v D}{μ}\)​

• ρ：流体密度
• v：流速
• D：代表長さ（通常は管径）
• μ：粘度

🔹 判定基準

• Re < 2,000 → 層流
• 2,000 ≦ Re ≦ 4,000 → 遷移領域
• Re > 4,000 → 乱流

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