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克努森数如何确定,公式是什么?

Moonshot回答

克努森数(Kn)是一个无量纲数,用于表征气体分子的平均自由程与流场中物体的特征长度的比值。克努森数的计算公式为:

[ Kn = \frac{\lambda}{L} ]

其中:

  • ( \lambda ) 是气体分子的平均自由程,它可以通过以下公式计算: [ \lambda = \frac{kT}{\sqrt{2} \pi d^2 P} ]

    • ( k ) 是玻尔兹曼常量((1.380649 \times 10^{-23} , \text{J/K}))
    • ( T ) 是热力学温度(单位:开尔文)
    • ( d ) 是气体分子的直径
    • ( P ) 是气体的压力(单位:帕斯卡)
  • ( L ) 是流场中物体的特征长度,例如管道直径或物体的尺寸。

克努森数的确定方法主要是通过测量气体分子的平均自由程和流场中物体的特征长度。当克努森数小于0.001时,气体流动属于连续介质范畴,可以采用连续假设进行模拟。随着系统长度尺度的减少,连续流动假设可能不再适用,此时需要考虑非连续效应。

以上信息来源于搜索结果,包括百度百科、维基百科以及在线计算器等资源。

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