GAS PROPERTY

窒素ガスの粘度・粘性係数計算

温度と圧力から窒素ガスの粘度、密度、動粘度を同じ条件で確認します。配管圧損やレイノルズ数へ渡す物性値を、単位の取り違えなくそろえるためのページです。

圧力は絶対圧で扱います。高圧条件では、粘度だけでなく密度と圧縮係数Zも確認してください。

CALCULATION SCOPE

計算の対象範囲

用途と条件の扱いを確認してから計算すると、物性値の取り違えを減らせます。

主な用途
窒素ガスの粘度・密度・動粘度を同じ条件で確認し、レイノルズ数や配管圧損の前提に使います。
推奨・検証条件
高精度（実在気体）: 250〜500 K、0.1〜20.2 MPa（絶対圧）
計算モデル
Helmholtz型EOSとLemmon-IJT-2004粘度相関
条件外の扱い
1.2 atm以下では低圧粘度近似を使えます。1.2 atmを超える高圧で高精度範囲外の条件は、近似へ切り替えずエラーで停止します。

STEP 1

温度と圧力を入力する

温度と圧力を同じ運転条件にそろえて入力してください。圧力は選択した単位から絶対圧へ換算して計算します。

高精度（実在気体）の検証範囲は250〜500 K、0.1〜20.2 MPaです。1.2 atm以下は低圧近似で計算し、それを超える高圧で範囲外の条件は結果を出さずエラーで停止します。

REFERENCE

30℃・1 atm付近の代表値

粘度 μ
18.034911 μPa·s
密度 ρ
1.1263091 kg/m³

0.018034911 mPa·s = cP、30 ℃, 1 atm。出典: NIST Chemistry WebBook / Nitrogen fluid properties。正式な設計・保証値には使用条件に合う最新の物性データを確認してください。

窒素ガス粘度の計算結果

計算済み

条件: 30.00 ℃ / 303.15 K、1 atm（101325 Pa）

18.034911μPa·s

0.01803491 mPa·s = 0.01803491 cP / 1.8034911e-05 Pa·s

密度 ρ
1.12631 kg/m³
動粘度 ν
16.012400 cSt
動粘度 ν（SI）
1.60124e-05 m²/s
圧縮係数 Z
0.999843

計算モード: 高精度（実在気体）。NIST/REFPROP・CoolProp相当の窒素EOSと粘度相関

30℃・1 atmのNIST確認値との差: このページの計算値は -0.00 % 程度です。レイノルズ数や配管圧損では、同じ温度・圧力条件の粘度と密度をセットで使います。

計算後に次に確認するページ

計算式と定数

検証範囲内では、窒素のHelmholtz型EOSで密度を求め、衝突積分による希薄気体粘度と modified Batschinski-Hildebrand型の高密度補正を足し合わせて粘度を計算します。 1.2 atm以下では低圧近似を使う場合があり、結果欄に計算モードを表示します。1.2 atmを超える高圧では、 実在気体モデルの検証範囲外を低圧近似へ切り替えず、エラーとして停止します。

項目 値
molecular_weight 28.01348 g/mol
critical_temperature 126.192 K
critical_pressure 3.3958 MPa
critical_molar_density 11183.901 mol/m³
transport_correlation Lemmon-IJT-2004
sigma_eta 3.656 Å
epsilon_over_k 98.94 K
validated_range 250-500 K, 0.1-20.2 MPa

推算に使う主な定数を上表に示しています。ページ上のNIST代表値は、出典確認済みの比較用値として扱っています。

同じ条件で密度・他ガスも確認する

使うときの注意

  • mPa·s と cP は粘度では同じ数値です。例: 0.018 mPa·s = 0.018 cP。
  • 配管圧力損失やレイノルズ数では、粘度を Pa·s、密度を kg/m³、管内径を m にそろえるとミスが減ります。
  • 高圧窒素でも検証範囲内は実在気体計算を使います。極低温、臨界点付近、混合ガス、検証範囲外では正式な物性データベースを確認してください。
  • 保証設計・法規・安全に関わる判断では、この概算だけで最終判断しないでください。

FAQ

窒素の粘度は30℃でいくつですか？

30℃、1 atm付近では、NIST確認値として 18.034911 μPa·s（0.018034911 mPa·s、0.018034911 cP）が目安になります。

mPa·s と cP は同じですか？

粘度では同じ数値として扱えます。1 mPa·s = 1 cP です。SI単位にそろえる場合は 1 mPa·s = 0.001 Pa·s とします。

圧力を変えると粘度も変わりますか？

はい。高圧では密度上昇により粘度も大きくなります。このページでは、検証範囲内であれば実在気体EOSと高密度補正を使って粘度・密度・動粘度を計算します。

なぜ高圧ではZや密度も一緒に見る必要がありますか？

高圧では窒素が理想気体から外れ、密度と粘度の両方が変わります。粘度だけを更新して密度を常圧代表値のままにすると、 レイノルズ数や圧損の計算結果がずれます。密度差を確認したい場合は 窒素ガス密度計算も合わせて確認してください。

レイノルズ数にはどの値を入れればよいですか？

密度と粘度で計算する場合は、同じ温度・圧力条件の密度 kg/m³ と粘度 Pa·s を使います。 動粘度で計算する場合は m²/s または cSt を単位換算して使ってください。 配管圧損でも、粘度だけでなく密度と流量条件をそろえるのが大切です。