O que é o número de Lewis – Definição

O número de Lewis é definido como a razão de difusividade térmica e difusividade de massa. O número de Lewis é usado para caracterizar fluxos de fluido onde há transferência simultânea de calor e massa. Engenharia Térmica

O que é o número de Lewis

número de Lewis é um número sem dimensão, com o nome de Warren K. Lewis (1882–1975). O número de Lewis é definido como a razão de difusividade térmica e difusividade de massa. É usado para caracterizar fluxos de fluido onde há transferência simultânea de calor e massa. O número de Lewis é, portanto, uma medida das espessuras relativas da camada limite térmica e da concentração. O número de Lewis também pode ser expresso em termos do número de Prandtl e do número de Schmidt como Le = Sc / Pr .

número de Lewis é definido como:

Número de Lewis - definição - fórmula

Onde:

α é difusividade térmica [m 2 / s]

D é a difusividade da massa [m 2 / s]

Da mesma forma que no número de Schmidt e Prandtl, o número de Lewis relaciona fisicamente a espessura relativa da camada térmica e a camada limite de transferência de massa (concentração).

Número Lewis - Número Prandtl - Número Schmidt

onde n = 1/3 para a maioria das aplicações nas três relações. Essas relações, em geral, são aplicáveis ​​apenas ao fluxo laminar e não são aplicáveis ​​a camadas limite turbulentas, uma vez que a mistura turbulenta nesse caso pode dominar os processos de difusão.

Um número de unidade de Lewis indica que a camada limite térmica e a transferência de massa por difusão são comparáveis, e as camadas limite de temperatura e concentração quase coincidem uma com a outra. Difusividade de massa ou coeficiente de difusão é uma constante de proporcionalidade entre o fluxo molar devido à difusão molecular e o gradiente na concentração das espécies (ou a força motriz da difusão).

A difusividade é encontrada na lei de Fick, que declara:

Se a concentração de um soluto em uma região for maior que em outra de uma solução, o soluto difunde da região de maior concentração para a região de menor concentração, com uma magnitude proporcional ao gradiente de concentração.

Em uma dimensão (espacial), a lei é:

Lei de Ficks - equação

Onde:

  • J é o fluxo de difusão,
  • D é o coeficiente de difusão,
  • φ (para misturas ideais) é a concentração.

O uso desta lei na teoria de reatores nucleares leva à aproximação de difusão .

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