空气动力学直径计算器

空气动力学直径计算器是了解流体流动中的颗粒行为（尤其是在气溶胶科学和环境工程等领域）的重要工具。

历史背景

空气动力学直径的概念起源于 20 世纪初，随着流体动力学和气溶胶科学的发展而不断演变。它对于了解颗粒在气体或液体中的移动方式至关重要，这对各种科学和工业应用产生影响。

计算公式

空气动力学直径使用以下公式计算：

\[ \text{空气动力学直径} = \sqrt{\frac{18 \times \text{空气粘度} \times \text{斯托克斯数}}{\text{颗粒密度} \times \text{流动速度}}} \]

其中：

• 斯托克斯数是表示悬浮在流体流动中的颗粒行为的无量纲数。
• 空气粘度 (μPa·s) 是衡量空气流动和剪切阻力的指标。
• 颗粒密度 (kg/m³) 是流动中颗粒的密度。
• 流动速度 (m/s) 是流体流动的速度。

计算示例

考虑具有以下值的情况：

• 斯托克斯数：0.2
• 空气粘度：18.1 μPa·s
• 颗粒密度：1200 kg/m³
• 流动速度：2.5 m/s

使用该公式：

\[ \text{空气动力学直径} = \sqrt{\frac{18 \times 18.1 \times 0.2}{1200 \times 2.5}} \approx 0.049 \text{ μm} \]

重要性和使用场景

空气动力学直径对于以下方面至关重要：

1. 环境科学：了解大气中气溶胶和污染物的行为。
2. 工业应用：设计高效的过滤系统。
3. 健康与安全：评估不同颗粒的呼吸影响。
4. 航空航天和汽车：研究颗粒物的空气动力学特性。

常见问题解答

1. 为什么空气动力学直径在气溶胶科学中很重要？

   • 它有助于确定颗粒在气体中的行为，这影响从污染物扩散到肺部药物输送的一切。

2. 此计算器可以用于液体吗？

   • 虽然主要用于气体，但该概念可以修改公式参数以适用于液体。

3. 空气动力学直径与物理直径相同吗？

   • 不，它是衡量颗粒空气动力学特性的指标，可能与其实际物理大小不同。