حاسبة عدد لويس

يُمثّل عدد لويس (Le) نسبة الانتشار الحراري إلى الانتشار الكتلي. وهذا العدد عديم البعد أساسي في دراسة عمليات نقل الحرارة والكتلة مجتمعة، خاصة في ميكانيكا الموائع والهندسة الكيميائية.

الخلفية التاريخية

أدخل مفهوم عدد لويس وارن ك. لويس، وهو مهندس كيميائي أمريكي، في أوائل القرن العشرين. وقد أصبح منذ ذلك الحين معلمة أساسية في تحليل ظواهر نقل الحرارة والكتلة الحملية.

صيغة الحساب

يحسب عدد لويس باستخدام الصيغة:

\[ Le = \frac{\alpha}{D_c} \]

حيث:

• \(Le\) هو عدد لويس،
• \(\alpha\) هو الانتشار الحراري (م²/ث)،
• \(D_c\) هو الانتشار الكتلي (م²/ث).

مثال على الحساب

لانتشار حراري \(\alpha = 12\) م²/ث وانتشار كتلي \(D_c = 16\) م²/ث، يُحسب عدد لويس (Le) على النحو التالي:

\[ Le = \frac{12}{16} = 0.75 \]

أهمية وسيناريوهات الاستخدام

يُعد عدد لويس بالغ الأهمية للمهندسين والعلماء لتصميم وتحليل الأنظمة التي تتضمن نقل الحرارة والكتلة. ويُستخدم على نطاق واسع في تحسين المفاعلات الكيميائية، ودراسة الظواهر الجوية، وتصميم مبادلات الحرارة.

الأسئلة الشائعة

1. ماذا يُشير عدد لويس العالي؟

   • يشير عدد لويس العالي إلى أن الحرارة تنتشر أسرع بكثير من الكتلة.

2. كيف يؤثر عدد لويس على نقل الحرارة والكتلة؟

   • يُساعد عدد لويس في فهم المعدلات النسبية لنقل الحرارة والكتلة. ويعني عدد لويس القريب من 1 أن معدلات نقل الحرارة والكتلة متشابهة.

3. هل يمكن أن يكون عدد لويس أقل من 1؟

   • نعم، إذا كان الانتشار الكتلي أكبر من الانتشار الحراري، فسيكون Le أقل من 1، مما يشير إلى انتشار كتلي أسرع مقارنة بالحرارة.

إن فهم عدد لويس وآثاره يسمح بتصميم وتشغيل أكثر كفاءة وفعالية للأنظمة التي تتضمن نقل الحرارة والكتلة.