Calculadora del número de Lewis

El número de Lewis (Le) representa la razón entre la difusividad térmica y la difusividad másica. Este número adimensional es fundamental en el estudio de los procesos combinados de transferencia de calor y masa, especialmente en mecánica de fluidos e ingeniería química.

Antecedentes históricos

El concepto del número de Lewis fue introducido por Warren K. Lewis, un ingeniero químico estadounidense, a principios del siglo XX. Desde entonces se ha convertido en un parámetro fundamental en el análisis de los fenómenos de transferencia de calor y masa convectiva.

Fórmula de cálculo

El número de Lewis se calcula utilizando la fórmula:

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

Donde:

• \(Le\) es el número de Lewis,
• \(\alpha\) es la difusividad térmica (m²/s),
• \(D_c\) es la difusividad másica (m²/s).

Cálculo de ejemplo

Para la difusividad térmica \(\alpha = 12\) m²/s y la difusividad másica \(D_c = 16\) m²/s, el número de Lewis (Le) se calcula como:

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

Importancia y escenarios de uso

El número de Lewis es crucial para que los ingenieros y científicos diseñen y analicen sistemas que involucran transferencia de calor y masa. Se usa ampliamente en la optimización de reactores químicos, el estudio de fenómenos atmosféricos y el diseño de intercambiadores de calor.

Preguntas frecuentes comunes

1. ¿Qué indica un número de Lewis alto?

   • Un Le alto indica que el calor se difunde mucho más rápido que la masa.

2. ¿Cómo afecta el número de Lewis a la transferencia de calor y masa?

   • El número de Lewis ayuda a comprender las velocidades relativas de transferencia de calor y masa. Un Le cercano a 1 significa que las velocidades de transferencia de calor y masa son similares.

3. ¿Puede el número de Lewis ser menor que 1?

   • Sí, si la difusividad másica es mayor que la difusividad térmica, Le será menor que 1, lo que indica una difusión másica más rápida en comparación con el calor.

Comprender el número de Lewis y sus implicaciones permite un diseño y una operación más eficientes y efectivos de los sistemas que involucran transferencia de calor y masa.