説明

ルイス数は、熱拡散率と物質拡散率の比を表す無次元数で、燃焼において火炎構造や安定性に影響を与える重要なパラメータである。定義は

\[Le = \frac{\alpha}{D}\]

で、\(\alpha\)は熱拡散率（

\[\alpha = \frac{k}{\rho c_p}\]

）、\(D\)は燃料や各種成分の拡散係数である。\[Le = 1\]は熱と物質の拡散速度が等しいことを意味し、多くの気体燃料-空気系ではほぼ 1 前後である。\(Le \neq 1\)では熱と化学種の拡散の差（差分拡散）により火炎構造や安定性が変化する。例えば\(Le < 1\)では物質拡散が熱拡散より速く、層流火炎速度が上昇しうる一方、曲率やひずみに対する感受性が変わり局所消炎しやすい条件も生じうる。\(Le > 1\)では熱が先に広がり火炎が熱的に厚くなりやすいなどの傾向が議論される。ルイス数の違いは火炎温度分布や層流火炎速度にも影響し、数値モデルでも考慮されることがある。

関連用語

• 熱拡散率
• 層流
• 燃焼
• 層流火炎速度