공기역학적 직경 계산기

공기역학적 직경 계산기는 유체 흐름, 특히 에어로졸 과학 및 환경 공학과 같은 분야에서 입자 거동을 이해하는 데 필수적인 도구입니다.

역사적 배경

공기역학적 직경의 개념은 20세기 초에 유체 역학 및 에어로졸 과학의 발전과 함께 시작되었습니다. 이는 다양한 과학 및 산업 응용 분야에서 입자가 기체 또는 액체에서 어떻게 움직이는지 이해하는 데 중요합니다.

계산 공식

공기역학적 직경은 다음 공식을 사용하여 계산합니다.

\[ \text{공기역학적 직경} = \sqrt{\frac{18 \times \text{공기 점성도} \times \text{스톡스 수} }{\text{입자 밀도} \times \text{유속}}} \]

여기서:

• 스톡스 수는 유체 흐름에 부유하는 입자의 거동을 나타내는 무차원 수입니다.
• 공기 점성도 (μPa·s)는 공기의 흐름 및 전단에 대한 저항을 측정한 것입니다.
• 입자 밀도 (kg/m³)는 흐름에 있는 입자의 밀도입니다.
• 유속 (m/s)는 유체 흐름의 속도입니다.

예시 계산

다음 값을 가진 시나리오를 고려해 보겠습니다.

• 스톡스 수: 0.2
• 공기 점성도: 18.1 μPa·s
• 입자 밀도: 1200 kg/m³
• 유속: 2.5 m/s

공식을 사용하면:

\[ \text{공기역학적 직경} = \sqrt{\frac{18 \times 18.1 \times 0.2}{1200 \times 2.5}} \approx 0.049 \text{ μm} \]

중요성 및 사용 시나리오

공기역학적 직경은 다음과 같은 경우에 중요합니다.

1. 환경 과학: 대기 중 에어로졸 및 오염 물질의 거동을 이해합니다.
2. 산업 응용: 효율적인 여과 시스템 설계.
3. 보건 및 안전: 다양한 입자의 호흡기 영향 평가.
4. 우주항공 및 자동차: 입자 물질의 공기 역학 연구.

일반적인 FAQ

1. 에어로졸 과학에서 공기역학적 직경이 중요한 이유는 무엇입니까?

   • 입자가 기체에서 어떻게 거동하는지 결정하는 데 도움이 되므로 오염 확산부터 폐로의 약물 전달에 이르기까지 모든 것에 영향을 미칩니다.

2. 이 계산기를 액체에 사용할 수 있습니까?

   • 주로 기체에 사용되지만, 공식 매개 변수를 적절히 수정하면 액체에 적용할 수 있습니다.

3. 공기역학적 직경이 물리적 직경과 같습니까?

   • 아닙니다. 입자가 공기 역학적으로 어떻게 거동하는지 측정한 것이며 실제 물리적 크기와 다를 수 있습니다.