حاسبة عدد شميدت

عدد شميدت، ويرمز له بـ Sc، هو عدد بلا أبعاد يصف نسبة انتشار العزم (أو اللزوجة) إلى انتشار الكتلة. وهو أمر بالغ الأهمية في وصف تدفقات السوائل حيث يكون انتقال العزم والكتلة عن طريق الانتشار ذا أهمية. سمي هذا العدد نسبةً إلى إرنست هاينريش فيلهلم شميدت، ويساعد في تحليل السمك النسبي لطبقات حدود انتقال العزم والكتلة في سائل.

الخلفية التاريخية

يلعب عدد شميدت دورًا حيويًا في ديناميكا السوائل ونقل الحرارة، حيث يقدم رؤى حول سلوك تدفقات السوائل. ويعزى تطويره إلى عمل إرنست شميدت، الذي قدم مساهمات كبيرة في مجال الديناميكا الحرارية وميكانيكا السوائل.

صيغة الحساب

يحسب عدد شميدت باستخدام الصيغة:

\[ Sc = \frac{\nu}{D_{c}} \]

حيث:

• \(Sc\) هو عدد شميدت،
• \(\nu\) هي اللزوجة الحركية للسائل (م²/ث)،
• \(D_{c}\) هو انتشار الكتلة (م²/ث).

مثال على الحساب

لحساب عدد شميدت لسائل بزوجة حركية قدرها \(15\) م²/ث وانتشار كتلة قدره \(10\) م²/ث:

\[ Sc = \frac{15}{10} = 1.5 \]

وبالتالي، فإن عدد شميدت (Sc) هو \(1.5\).

أهمية وحالات الاستخدام

يُعد عدد شميدت ضروريًا في ميكانيكا السوائل لتحليل وتنبؤ سلوكيات تدفق السوائل، خاصة في العمليات التي تتضمن انتقالًا متزامنًا للعزم والكتلة. ويُستخدم على نطاق واسع في تصميم وتحليل المفاعلات الكيميائية، والهندسة البيئية، ودراسة التيارات المحيطية والظروف الجوية.

الأسئلة الشائعة

1. ماذا يشير عدد شميدت العالي؟

   • يشير عدد شميدت العالي إلى أن اللزوجة تهيمن على انتشار الكتلة، مما يؤدي إلى طبقة حدود انتقال كتلة أرق مقارنة بطبقة حدود العزم.

2. كيف يؤثر عدد شميدت على انتقال الكتلة؟

   • يساعد عدد شميدت في تحديد كفاءة انتقال الكتلة في سائل؛ يشير Sc المنخفض إلى انتقال كتلة أكثر كفاءة.

3. هل يمكن تطبيق عدد شميدت على الغازات؟

   • نعم، ينطبق عدد شميدت على كل من السوائل والغازات، حيث يوفر رؤى حول خصائص تدفقها وانتشارها.