Lewis number
無次元数のルイス数Le=α/Dについて意味や用途などを解説します。
概要
ルイス数Leは濃度と温度の広がり方を表す指標で、分子拡散係数Dと温度拡散率αの比で表されます。この分子拡散係数と温度拡散率は物性値です。つまり、物質が決まればDとαも決まります。
広がり方の比というのを難しく言った場合、ルイス数は濃度と温度の拡散の比（もしくは、熱輸送と物質移動の比）となります。
[
Le=frac{α}{D}
]
例えば、ルイス数が1より大きくなる場合は温度の拡散が早いことを意味し、逆に、1より小さい場合は濃度の拡散の方が早いことになります。
流体シミュレーションで燃焼を再現する場合、αやDの物性値が必須になります。
シミュレーションのためにある無次元数ではありません。
用途
ブンゼンバーナーの火炎形状の説明に用いられます。
語源
20世紀に活躍したMITの教授ウォーレン・ケンドル・ルイスの名前が語源です。
分子拡散率とは
拡散は下図のような現象です。下の図では、液体にたらしたインクが勝手に広がり、液体全体を紫色に染めています。分子拡散率（広がりやすさ）は物性値なので、物質によって変わります。
式
分子拡散率Dは流束Jと濃度勾配dc/dxでJ=D*dc/dxと表されます。この式で表される流速と濃度勾配の関係はフィックの法則と呼ばれます。
式から、濃度勾配（濃度差）があると流束（濃度の移動）が生じると解釈することもできます。その流束は分子拡散率によって変化します。
[
J=Dfrac{dc}{dx}
]
温度拡散率とは
温度拡散と熱伝導は異なる現象です。温度拡散は、熱伝導率k、密度ρ、比熱cで表される物性値です。
式
温度拡散率α=k/ρcです。cは定圧比熱です。
[
α=frac{k}{ρc}
]
この記事のまとめ
ルイス数（Lewis number）、分子拡散率、温度拡散率についてまとめました。
