動粘度・動的粘度の換算

このツールは、密度を使って動粘度 nu と動的粘度 mu を換算します。レイノルズ数計算や配管流れの検討では、cSt で書かれた動粘度を、そのまま Pa s 欄へ入れてしまうと大きな誤用になります。

このツールは、水、空気、油、溶液などの粘度値を内蔵していません。SDS、仕様書、メーカー資料、測定データ、社内基準などで確認した密度と粘度を、同じ条件にそろえて入力するための補助ページです。

最初の分岐: cSt/cPの違いと同条件の密度

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この3点がそろう場合にだけ mu = rho nu または nu = mu / rho を使います。温度補正、混合物推算、非ニュートン流体の評価は、この基準換算とは別の問題として扱ってください。

粘度基準と密度条件で確認できること

• 動粘度 nu と密度 rho から、動的粘度 mu を計算する
• 動的粘度 mu と密度 rho から、動粘度 nu を計算する
• cSt、mm2/s、m2/s、cP、mPa s、Pa s の基準を整理する
• レイノルズ数計算へ入れるべき粘度が mu か nu かを確認する
• 密度と粘度の温度・相・組成・グレード・出典条件を見直すきっかけにする

入力前チェック

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計算式

動粘度から動的粘度を求める場合は、次の式を使います。

mu = rho * nu

動的粘度から動粘度を求める場合は、次の式を使います。

nu = mu / rho

ここで、mu は動的粘度、nu は動粘度、rho は密度です。内部計算では、密度を kg/m3、動粘度を m2/s、動的粘度を Pa s にそろえます。

式の選び方

粘度を扱うときは、「単位基準を変えるだけ」なのか、「温度や流体モデルを推算する」のかを分けます。

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このページで計算するのは1行目の基準換算です。温度補正、混合物推算、非ニュートン流体の評価は行いません。

同じ流体について、基準温度の粘度、補正先温度、経験係数B、適用温度範囲が分かっている場合は、温度を変える概算として 粘度の温度補正計算 を使えます。ただし、係数の式形や出典範囲が不明な値は入れないでください。

式・定数・代表値の根拠

動粘度 nu は動的粘度 mu を密度 rho で割った値です。そのため、cSt と cP は見た目が近くても、密度を介さずに直接置き換えることはできません。

例に出てくる水、空気、油に近い値は、単位と式の関係を示すための代表例です。実際の粘度や密度は、温度、圧力、相、組成、グレード、測定方法、出典で変わります。レイノルズ数や圧力損失へ進む前に、同じ条件の密度と粘度かを確認してください。

使い方の例

1 cSt を 1000 kg/m3 の液体で動的粘度に換算する

nu = 1 cSt は 1e-6 m2/s です。密度が 1000 kg/m3 の場合、mu = 1000 * 1e-6 = 0.001 Pa s = 1 mPa s になります。

水に近い条件ではこのような数値になることがありますが、これは代表例です。実際には、温度、濃度、溶存成分、測定条件を出典で確認してください。

空気に近い動的粘度から動粘度を確認する

rho = 1.2 kg/m3、mu = 0.018 mPa s とすると、nu = 0.000018 / 1.2 = 0.000015 m2/s = 15 mm2/s です。

気体では温度、圧力、湿り状態、組成の影響が出ます。このツールは気体粘度の温度補正や混合ガス推算は行いません。

油のように cSt 表記が多い資料を読む

仕様書や潤滑油資料では、50 cSt のように動粘度で書かれることがあります。密度が 850 kg/m3 なら、mu = 850 * 50e-6 = 0.0425 Pa s = 42.5 mPa s です。

レイノルズ数計算に使う場合は、50 cSt をそのまま入れず、同じ温度条件の密度で mPa s や Pa s へ換算してください。

このツールで判断しないこと

• 物質名からの粘度自動選択
• 温度による粘度補正や二点補間
• Andrade、Arrhenius、Vogel、Walther、ASTM、Sutherland などの粘度相関式
• ガス混合物、液体混合物、溶液、製品グレードの粘度推算
• 非ニュートン流体、スラリー、エマルション、懸濁液、ポリマー、ゲル、ペースト、二相系
• せん断速度依存の見かけ粘度
• 圧力損失、ポンプ選定、設備設計、安全、法令、品質保証、購買仕様、運転条件の最終判断

これらが必要な場合は、測定条件、流体モデル、出典、社内基準、専門家確認に戻してください。

よくある誤用

cSt を Pa s の欄へ入れる

cSt は動粘度であり、Pa s は動的粘度です。単位だけを見て同じ「粘度」として扱うと、レイノルズ数や圧力損失の入力が大きくずれます。

密度だけ別条件の値を使う

密度と粘度は、同じ温度・相・組成・グレード・出典条件に対応している必要があります。20℃の密度と80℃の粘度を混ぜるような使い方は避けてください。

温度欄を入れると補正されると思う

このツールの温度条件欄は、出典条件のメモです。計算式には使いません。粘度を別温度へ補正したい場合は、対象物質に合う温度依存データや補正式を別途確認してください。

非ニュートン流体を通常の粘度として扱う

スラリー、エマルション、ポリマー溶液、ゲル、ペーストなどでは、せん断速度や測定方法で粘度の意味が変わります。単一の cP や cSt として扱えるか、必ず資料で確認してください。

関連して確認したいページ

• レイノルズ数に入れる粘度を確認する場合は、レイノルズ数計算と粘度チェックのガイドを先に確認してください。
• 密度と比重の違いが曖昧な場合は、密度・比重ガイドを確認してください。
• 粘度、密度、温度、圧力の出典条件を整理する場合は、物性値推算前チェックガイドや物性単位ブリッジガイドが役立ちます。