Calculateur du nombre de Lewis

Le nombre de Lewis (Le) représente le rapport de la diffusivité thermique à la diffusivité massique. Ce nombre sans dimension est essentiel dans l'étude des processus de transfert de chaleur et de masse combinés, en particulier en mécanique des fluides et en génie chimique.

Contexte historique

Le concept du nombre de Lewis a été introduit par Warren K. Lewis, un ingénieur chimiste américain, au début du XXe siècle. Il est depuis devenu un paramètre fondamental dans l'analyse des phénomènes de transfert de chaleur et de masse convectifs.

Formule de calcul

Le nombre de Lewis est calculé à l'aide de la formule :

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

Où :

• \(Le\) est le nombre de Lewis,
• \(\alpha\) est la diffusivité thermique (m²/s),
• \(D_c\) est la diffusivité massique (m²/s).

Exemple de calcul

Pour une diffusivité thermique \(\alpha = 12\) m²/s et une diffusivité massique \(D_c = 16\) m²/s, le nombre de Lewis (Le) est calculé comme suit :

\[ Le = \frac{12}{16} = 0,75 \]

Importance et scénarios d'utilisation

Le nombre de Lewis est crucial pour les ingénieurs et les scientifiques pour concevoir et analyser des systèmes impliquant le transfert de chaleur et de masse. Il est largement utilisé dans l'optimisation des réacteurs chimiques, l'étude des phénomènes atmosphériques et la conception d'échangeurs de chaleur.

FAQ courantes

1. Qu'indique un nombre de Lewis élevé ?

   • Un Le élevé indique que la chaleur se diffuse beaucoup plus vite que la masse.

2. Comment le nombre de Lewis affecte-t-il le transfert de chaleur et de masse ?

   • Le nombre de Lewis aide à comprendre les vitesses relatives de transfert de chaleur et de masse. Un Le proche de 1 signifie que les taux de transfert de chaleur et de masse sont similaires.

3. Le nombre de Lewis peut-il être inférieur à 1 ?

   • Oui, si la diffusivité massique est supérieure à la diffusivité thermique, Le sera inférieur à 1, indiquant une diffusion massique plus rapide par rapport à la chaleur.

Comprendre le nombre de Lewis et ses implications permet une conception et un fonctionnement plus efficaces des systèmes impliquant le transfert de chaleur et de masse.