Physikalische Kennzahl
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Name |
Knudsen-Zahl
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Formelzeichen
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Dimension
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dimensionslos
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Definition
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freie Weglänge
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charakteristische Länge
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Benannt nach
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Martin Knudsen
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Die Knudsen-Zahl
(nach dem dänischen Naturwissenschaftler Martin Knudsen) ist eine dimensionslose Kennzahl zur Abschätzung des Strömungsverhaltens einer Gasströmung. Sie zeigt das Verhältnis der mittleren freien Weglänge
der Gasmoleküle zu einer charakteristischen Länge
des Strömungsfeldes (z. B. Durchmesser eines durchströmten Rohres). Sie zeigt, ob die Bewegung eines Gases als Kontinuum strömungsmechanisch oder als Bewegung der einzelnen Teilchen beschrieben werden kann.

Für ein ideales Gas, das der Maxwell-Boltzmann-Verteilung genügt, gilt

mit
: charakteristische Länge der Strömung
: Boltzmann-Konstante (1,38·10−23 J · K−1)
: Temperatur (in K)
: Durchmesser der Moleküle
: absoluter Druck
Für
gelten die kinetischen Gesetze der Gastheorie stark verdünnter Medien (nahe am Vakuum), während für
die Gesetze der Gasdynamik kontinuierlicher Medien gelten.
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freie Molekularströmung (Knudsen-Gas)
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0,1 |
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10 |
Übergangs- oder Knudsenströmung ( )
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0,01 |
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0,1 |
Gleitströmung
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0,01 |
Kontinuumsströmung
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Literatur
- Dieter Hänel: Molekulare Gasdynamik. Springer, Berlin 2004, ISBN 3-540-44247-2.