Was ist Péclet-Zahl

Die Péclet-Zahl ist eine dimensionslose Zahl, benannt nach Jean CE Péclet. Die Péclet-Zahl ist definiert als das Verhältnis der Advektionsrate zur Diffusionsrate. Wärmetechnik

Was ist die Péclet-Zahl?

Die Péclet-Zahl ist eine dimensionslose Zahl, benannt nach dem französischen Physiker Jean Claude Eugène Péclet. Die Péclet-Zahl  ist definiert als das Verhältnis der Vorschubgeschwindigkeit einer physikalischen Größe durch die Strömung zur Diffusionsgeschwindigkeit (Materie oder Wärme) derselben Größe, angetrieben durch einen geeigneten Gradienten. Daher muss zwischen Peclet-Nummer für Stoffaustausch und Wärmeübertragung unterschieden werden.

Peclet-Nummer in Massenübertragung

Bei Stoffübergangsproblemen ist die Péclet-Zahl das Produkt aus der Reynolds-Zahl , die das Strömungsregime beschreibt  , und der Schmidt-Zahl , die zur Charakterisierung von Fluidströmungen verwendet wird, bei denen Konvektionsprozesse von Impuls und Massendiffusion gleichzeitig stattfinden.

Peclet Nummer - Definition - Formel - Masse

wo:

  • u  ist die Strömungsgeschwindigkeit,
  • L  ist eine  charakteristische lineare Abmessung (zurückgelegte Länge des Fluids;  hydraulischer Durchmesser  usw.)
  • D ist das Massendiffusionsvermögen [m 2 / s]

Peclet-Nummer in Wärmeübertragung

Bei Wärmeübertragungsproblemen ist die Péclet-Zahl das Verhältnis der zur Flüssigkeit konvizierten Wärmeenergie zur in der Flüssigkeit geleiteten Wärmeenergie. Die  Péclet-Zahl  ist einfach definiert als das Produkt der Reynolds-Zahl , die das Strömungsregime beschreibt , und der  Prandtl-Zahl , die die Beziehung zwischen Impulsdiffusionsvermögen und thermischem Diffusionsvermögen beschreibt. Wenn Pe klein ist, ist die Leitung wichtig.

Peclet-Nummer - Definition - Formel - Wärme

wo:

Die Wärmeleitfähigkeit gibt an , wie schnell Wärme durch ein Material diffundiert und hat Einheiten m 2 / s. Mit anderen Worten ist es das Maß für die  thermische Trägheit  eines gegebenen Materials. Die Wärmeleitfähigkeit wird üblicherweise mit α bezeichnet und ist gegeben durch:

Wärmeleitzahl

Wie zu sehen ist, misst es die Fähigkeit eines Materials, Wärmeenergie (dargestellt durch Faktor k) zu leiten,  relativ zu seiner Fähigkeit, Wärmeenergie zu speichern (dargestellt durch Faktor ρ.c p ). Materialien mit großem α reagieren schnell auf Änderungen in ihrer thermischen Umgebung, während Materialien mit kleinem α langsamer reagieren (Wärme wird meistens absorbiert) und länger brauchen, um einen neuen Gleichgewichtszustand zu erreichen.

Massendiffusionsvermögen und Ficksches Gesetz

Diffusivität findet sich in Ficks Gesetz, das besagt:

Wenn die Konzentration eines gelösten Stoffes in einem Bereich größer ist als in einem anderen Bereich einer Lösung, diffundiert der gelöste Stoff aus dem Bereich höherer Konzentration in den Bereich niedrigerer Konzentration mit einer Größe, die proportional zum Konzentrationsgradienten ist.

In einer (räumlichen) Dimension lautet das Gesetz:

Ficks Law - Gleichung

wo:

  • J ist der Diffusionsfluss,
  • D ist der Diffusionskoeffizient,
  • φ (für ideale Gemische) ist die Konzentration.

Die Verwendung dieses Gesetzes in der Kernreaktortheorie führt zur Diffusionsnäherung .

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: [email protected] oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.