ビオ数計算機
ビオ数計算機です。
計算結果
ビオ数計算機：熱伝導と熱伝達の比率計算
ビオ数（Biot Number, Bi）を簡単に計算できるツールです。伝熱現象を解析する際、物体内部の温度分布を考慮する必要があるかどうか（集中定数系近似が使えるかどうか）を判断する重要な指標です。
ビオ数とは？
ビオ数は、固体内部の熱伝導抵抗と、固体表面の熱伝達抵抗の比を表す無次元数です。
計算式
$$ Bi = \frac{hL}{k} $$
- $h$: 熱伝達率（表面と周囲流体との間の熱の伝わりやすさ）[W/m²K]
- $L$: 特性長さ（体積 / 表面積）[m]
- $k$: 熱伝導率（物体内部の熱の伝わりやすさ）[W/mK]
ビオ数の目安と判定
| ビオ数 ($Bi$) | 物理的意味 | 解析手法 |
|---|---|---|
| $Bi < 0.1$ | 内部の熱抵抗が無視できる（温度分布が均一） | 集中定数系近似（Lumped Capacitance Method）が有効 |
| $Bi \ge 0.1$ | 内部に温度勾配が生じる | 空間的な温度分布を考慮した解析が必要（フーリエの法則など） |