Lewis-Zahl

Die Lewis-Zahl ist eine dimensionslose Kennzahl aus den Fachbereichen der Wärme- und Stoffübertragung. Sie stellt das Verhältnis von thermischer Diffusion zu stofflicher Diffusion dar.

Formelsammlung:

(1) $\begin{equation*} \text{Le}~= \frac{a}{D} \end{equation*}$

(2) $\begin{equation*} \text{Le}~= \frac{\text{Sc}}{\text{Pr}} \end{equation*}$

(3) $\begin{equation*} \text{Le}~= \frac{\lambda}{D \cdot c_{\text{p}} \cdot \rho} \end{equation*}$

$\begin{equation*} a: \text{Temperaturleitf{\"a}higkeit } \left[ \SI{1e-6}{\meter\squared \per \second} \right] \end{equation*}$

$\begin{equation*} c_{\text{p}}: \text{Isobare spezifische W{\"a}rmekapazit{\"a}t } \left[ \si{\kilo\joule \per \kilo\gram \per \kelvin} \right] \end{equation}$

$\begin{equation*} D: \text{Diffusionskoeffizient } \left[ \SI{1e-6}{\meter\squared \per \second} \right] \end{equation*}$

$\begin{equation*} \text{Pr}: \text{Prandtl-Zahl } \left[ - \right] \end{equation*}$

$\begin{equation*} \text{Sc}: \text{Schmidt-Zahl } \left[ - \right] \end{equation*}$

$\begin{equation*} \lambda : \text{W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit des K{\"o}rpers } \left[ \si{\watt \per \meter \per \kelvin} \right] \end{equation*}$

$\begin{equation*} \rho : \text{Dichte } \left[ \si{kg \per \meter\cubic} \right] \end{equation*}$

Anleitung

Die Lewis-Zahl wird nach den Formeln aus der Formelsammlung berechnet.

Die Berechnung kann wahlweise durch Vorgabe der Stoffdaten oder durch Auswahl eines Stoffes aus der Datenbank erfolgen.

Bei der Berechnung unter Vorgabe der Stoffdaten ist auszuwählen, mit welchen Angaben gerechnet werden soll:

Temperaturleitfähigkeit a und Diffusionskoeffizient $D$
Schmidt-Zahl $\text{Sc}$ und Prandtl-Zahl $\text{Pr}$
Wärmeleitfähigkeit $\lambda$ , Diffusionskoeffizient $D$ , isobare spezifische Wärmekapazität $c_p$ und Dichte $\rho$

Bei Auswahl eines Stoffes aus der Datenbank sind zusätzlich Druck und Temperatur anzugeben, damit die entsprechenden Stoffdaten ermittelt werden können. Zur Verfügung stehen die Stoffe Wasser, Luft, Kohlendioxid, Methan, R134a, Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff.

Alle Größen sind in den angegebenen Einheiten einzusetzen.

Quellen:

VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen: VDI-Wärmeatlas (11. Auflage), Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2013

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