กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 1 นาที

หมายเลขเปเคลต์

เปลี่ยนทางจากชื่อเรื่องที่ไม่มีตัวกำกับเสียง/การเปลี่ยนเส้นทางที่ไม่สามารถพิมพ์ได้

ในกลศาสตร์ต่อเนื่องเลขเพคเลต์ ( Peตามชื่อของฌอง คล็อด เออแฌน เพคเลต์ ) เป็นกลุ่มของตัวเลขไร้มิติที่มีความสำคัญในการศึกษาปรากฏการณ์การขนส่งในสภาพแวดล้อมต่อเนื่อง

หมายเลขเปเคลต์

ในกลศาสตร์ต่อเนื่องเลขเพคเลต์ ( Peตามชื่อของฌอง คล็อด เออแฌน เพคเลต์ ) เป็นกลุ่มของตัวเลขไร้มิติที่มีความสำคัญในการศึกษาปรากฏการณ์การขนส่งในสภาพแวดล้อมต่อเนื่อง โดยนิยามของเลขเพคเลต์คืออัตราส่วนของอัตราการพาของปริมาณทางกายภาพโดยการไหลต่ออัตราการแพร่ของปริมาณเดียวกันนั้นซึ่งถูกขับเคลื่อนด้วยความชัน ที่เหมาะสม ในบริบทของการถ่ายโอนชนิดหรือมวลเลขเพคเลต์คือผลคูณของเลขเรย์โนลด์และเลขชมิดต์ ( Re × Sc ) ในบริบทของของไหลเชิงความร้อนเลขเพคเลต์เชิงความร้อนจะเทียบเท่ากับผลคูณของเลขเรย์โนลด์และเลขแพรนดท์ ( Re × Pr )

คำนิยาม

แผนผังแสดงภาพรวม: สำหรับกรณีนี้การพาความร้อนมีผลน้อยมาก และการแพร่กระจายมีบทบาทสำคัญต่อการเคลื่อนย้ายมวลสาร

เลขเพคเลต์ (Péclet number) ถูกกำหนดดังนี้

แผนผังแสดงภาพรวม: สำหรับกรณีดังกล่าว การแพร่และการเคลื่อนที่แบบพาความร้อนเกิดขึ้นในระยะเวลาที่เท่ากัน และทั้งสองอย่างมีอิทธิพลต่อการเคลื่อนย้ายมวลสารอย่างมีนัยสำคัญ

การใช้งาน

การถ่ายโอนมวล

สำหรับการถ่ายเทมวลนั้น นิยามได้ดังนี้

โดยที่Lคือความยาวลักษณะเฉพาะ , uคือความเร็วการไหล เฉพาะที่ , Dคือสัมประสิทธิ์การแพร่ของมวล , Reคือเลขเรย์โนลด์, และ Scคือเลขชมิดต์

อัตราส่วนดังกล่าวสามารถเขียนใหม่ได้ในรูปของเวลา โดยเป็นอัตราส่วนระหว่างช่วงเวลาลักษณะเฉพาะของระบบ:

เนื่องจากการแพร่กระจายเกิดขึ้นในเวลาที่ยาวนานกว่าการพาความร้อนมาก ดังนั้นปรากฏการณ์หลังจึงมีบทบาทเด่นกว่าในการเคลื่อนย้ายมวล

การถ่ายเทความร้อน

แผนผังแสดงภาพรวม: สำหรับกรณีนี้การแพร่กระจายมีน้อยมาก และการพาความร้อนเป็นกลไกหลักในการเคลื่อนย้ายมวล

สำหรับการถ่ายเทความร้อนเลขเพคเลต์ (Péclet number) ถูกกำหนดโดยสูตร โดย ที่Pr คือเลขแพรนดท์ (Prandtl number) และα คือ ค่าการแพร่ความร้อนโดย ที่kคือค่าการนำความร้อนρคือความหนาแน่นและc คือ ความจุความร้อนจำเพาะ

การประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรม

ในการใช้งานทางวิศวกรรม เลขเพคเลต์มักจะมีค่ามาก ในสถานการณ์เช่นนี้ การพึ่งพาของการไหลต่อ ตำแหน่ง ปลายน้ำจะลดลง และตัวแปรในการไหลมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นคุณสมบัติแบบ "ทางเดียว" ดังนั้น เมื่อสร้างแบบจำลองสถานการณ์บางอย่างที่มีเลขเพคเลต์สูง สามารถนำแบบจำลองการคำนวณที่ง่ายกว่ามาใช้ได้[ 1 ]

โดยทั่วไปแล้ว กระแสการไหลจะมีค่าเลขเพคเลต์ (Péclet number) ที่แตกต่างกันสำหรับความร้อนและมวล ซึ่งอาจนำไปสู่ปรากฏการณ์การพาความร้อนแบบแพร่สองชั้น (double diffusive convection )

ในบริบทของการเคลื่อนที่ของอนุภาค เลข Péclet ยังถูกเรียกว่าเลข Brennerด้วยสัญลักษณ์Brเพื่อเป็นเกียรติแก่Howard Brenner [ 2 ]

การใช้งานอื่นๆ

เลขเพคเลต์ยังพบการประยุกต์ใช้นอกเหนือจากปรากฏการณ์การขนส่งด้วย โดยเป็นการวัดทั่วไปสำหรับความสำคัญสัมพัทธ์ของความผันผวนแบบสุ่มและพฤติกรรมเฉลี่ยที่เป็นระบบในระบบเมโซสโคปิก[ 3 ]

ดูเพิ่มเติม

เอกสารอ้างอิง

  1. ^ Patankar, Suhas V. (1980). การถ่ายเทความร้อนและการไหลของของเหลวเชิงตัวเลข . นิวยอร์ก: McGraw-Hill. หน้า 102. ISBN 0-89116-522-3.
  2. ^แนวคิดนี้ได้รับการส่งเสริมโดย SG Mason ในสิ่งพิมพ์ต่างๆ ตั้งแต่ประมาณปี 1977 เป็นต้นมา และถูกนำไปใช้โดยบุคคลอื่นๆ อีกจำนวนมาก
  3. กอมเมส, เซดริก; ธาราการ, โจ (2020). "หมายเลขเพเคลต์ของคาสิโน: การแพร่และการหมุนเวียนในบริบทของการพนัน " วารสารฟิสิกส์อเมริกัน . 88 (6): 439. Bibcode : 2020AmJPh..88..439G . ดอย : 10.1119/10.0000957 . S2CID 219432227 . 

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ หมายเลขเปเคลต์

ในกลศาสตร์ต่อเนื่องเลขเพคเลต์ ( Peตามชื่อของฌอง คล็อด เออแฌน เพคเลต์ ) เป็นกลุ่มของตัวเลขไร้มิติที่มีความสำคัญในการศึกษาปรากฏการณ์การขนส่งในสภาพแวดล้อมต่อเนื่อง

คำนิยาม

แผนผังแสดงภาพรวม: สำหรับกรณีนี้การพาความร้อนมีผลน้อยมาก และการแพร่กระจายมีบทบาทสำคัญต่อการเคลื่อนย้ายมวลสารพีอีแอล→0{\displaystyle Pe_{L}\to 0}เลขเพคเลต์ (Péclet number) ถูกกำหนดดังนี้ พีอี=อัตราการขนส่งแบบพาความร้อนอัตราการขนส่งแบบแพร่กระจาย.{\displaystyle...

การถ่ายโอนมวล

สำหรับการถ่ายเทมวลนั้น นิยามได้ดังนี้ พีอีแอล=แอลคุณดี=อาร์อีแอลเอสค,{\displaystyle \mathrm {Pe} _{L}={\frac {Lu}{D}}=\mathrm {Re} _{L}\,\mathrm {Sc} ,}โดยที่Lคือความยาวลักษณะเฉพาะ , uคือความเร็วการไหล เฉพาะที่ , Dคือสัมประสิทธิ์การแพร่ของมวล ,...

การถ่ายเทความร้อน

แผนผังแสดงภาพรวม: สำหรับกรณีนี้การแพร่กระจายมีน้อยมาก และการพาความร้อนเป็นกลไกหลักในการเคลื่อนย้ายมวลพีอีแอล→∞{\displaystyle Pe_{L}\rightarrow \infty }สำหรับการถ่ายเทความร้อนเลขเพคเลต์ (Péclet number) ถูกกำหนดโดยสูตร โดย ที่Pr คือเลขแพรนดท์ (Prandtl number)...