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🧮 Prandtl Number 計算機

專業免費的 Prandtl Number 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
0.7137 無因次
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是普朗特數?

普朗特數(Prandtl number,Pr)是流體力學與熱傳遞中的無因次參數,代表「動量擴散率(運動黏度)」與「熱擴散率」的比值,用來描述流體內部熱量與動量相對的擴散速率。當普朗特數很低(例如液態金屬約 0.01)時,代表熱量擴散得遠比動量快;當普朗特數很高(例如各類油品大於 100)時,則表示動量擴散得比熱量快。空氣的 Pr 約為 0.7,水則接近 7。

如何使用本計算器

請依序輸入流體在定壓下的比熱容(cp,單位 J/kg·K)、動黏度(μ,單位 Pa·s)以及熱傳導係數(k,單位 W/m·K),計算器便會立即回傳無因次的普朗特數。請務必確認所有輸入值都採用一致的 SI 國際單位,這樣算出的結果才能正確地維持無因次。

公式說明

普朗特數的定義為

Pr = ((Specific Heat c_p · Viscosity \mu) ÷ (Conductivity k))
其中 c_p · \mu 反映了動量的傳輸(以及流體儲存熱能的能力),而 k 則代表熱量在流體中傳導的難易程度。由於 c_p · \mu 的單位({J/kg·K} × {Pa·s})恰好能與 k 的單位約分乾淨,因此最後得到的結果不帶任何單位。

計算範例

以約 25 °C 的空氣為例:c_p = 1005 \ {J/kg·K}、\mu = 1.825 × 10^{-5} \ {Pa·s}、k = 0.0257 \ {W/m·K}。則

Pr = ((1005 × 0.00001825) ÷ (0.0257)) = ((0.0183413) ÷ (0.0257)) ≈ 0.7136
這與眾所周知的空氣 Pr 值約 0.71 相當吻合。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

普朗特數會隨溫度改變嗎?
會。cp、μ 與 k 三者都會隨溫度變化,因此 Pr 也會隨之改變。請務必使用對應實際操作溫度下的物性值。
為什麼普朗特數很重要?
它連結了速度邊界層與熱邊界層,並出現在計算努塞爾數(Nusselt number)的關係式中,是主導對流熱傳遞的關鍵參數。
常見的數值範圍為何?
液態金屬約 0.004–0.03、氣體約 0.7–1.0、水約 1.7–13,而高黏度油品則可能超過 1000。