目前,施密特数在当代的应用可谓是越来越广泛,施密特数是值得我们好好学习的,现在我们就深入了解施密特数。
施密特数
施密特数(Schmidt number, Sc)是一个无量纲的标量,定义为动黏滞系数和扩散系数的比值,用来描述同时有动量扩散及质量扩散的流体。施密特数的命名是为了纪念德国工程师 Ernst Heinrich Wilhelm Schmidt (1892-1975)。
施密特数可定义为:
ν 为动黏滞系数
D 为扩散系数.
μ 为黏滞系数
ρ 为密度
施密特数和速度边界层和质传边界层的相对厚度有关。
热传也有类似施密特数的无因次量,称为普兰特尔数。
施密特数理论阐明物质通过两相界面传递的机理的理论。主要有下列几种:
1、渗透理论这一理论把吸收过程看作是向半无限静止液体中进行不稳定扩散的过程,气相在液相中浓度的分布乃是时间的函数。这一理论的物理概念更接近于真实,算得的结果与双膜理论的结果相差甚微。
2、双膜理论设想在两相(例如气-液)界面两侧分别存在着一层气膜和液膜,膜内没有法向流动,只有扩散。传递。又假设膜外的流体主体中因湍流的扩散作用而不存在浓度梯度,传质阻力完全集中于膜内。
总括气膜传质系数和总括液膜传质系数。它们与膜系数和的关系如下:各传质系数需由实验求得,它们与设备和流体特性以及流动状况有关。双膜理论具有简明的特色,多年来成功地应用于各种不相混的两流体相系统。
施密特数
3、表面更新理论这一理论是以相界面在不断变化、不断更新为依据的。因而引出了“表面年龄”的概念,算得的结果与施密特数理论的结果相差很小。
选取不同的湍动施密特数,分别采用标准κ-ε模型和realizableκ-ε模型对孤立街道峡谷内的气流运动和污染物扩散进行了数值模拟.计算得到的气流速度场和污染物浓度分布表明,标准κ-ε模型和realizableκ-ε模型预测出极为相似的气流旋涡结构,即在峡谷内生成一个中心大致位于峡谷中央的顺时针大旋涡,并在此大旋涡的作用下污染物往峡谷的背风侧积聚.通过对比分析峡谷迎风面和背风面上的无量纲污染物浓度计算结果与风洞试验数据表明,湍动施密特数的改变并不影响计算空气流场,但改变污染物扩散方程中的湍动扩散率,增大湍动施密特数将减弱污染物的湍动扩散作用,使得峡谷顶部污染物外溢减少,从而导致峡谷内的污染物浓度计算值增大;只要给定合适的计算参数,标准κ-ε模型和realizableκ-ε模型均能预测出峡谷内的污染物扩散分布,标准κ-ε模型合适的湍动施密特数为0.4~0.6,而realizableκ-ε模型则为0.3~0.5;当取湍动施密特数为0.7(Fluent软件系统中的默认值)时,标准κ-ε模型的计算精度高于realizableκ-ε模型的计算精度.
综上所述,本文已为讲解施密特数,相信大家对施密特数的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值
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