Liczba Webera

Liczba Webera

Liczba Webera (We) to istotna liczba podobieństwa, która opisuje stosunek sił inercjalnych do sił napięcia powierzchniowego. Jest to kluczowy parametr w badaniach nad przepływami wielofazowymi.

Definicja Liczby Webera

Siły inercjalne można wyrazić jako iloczyn masy i przyspieszenia:

$F\_a\; =\; ma\; =\; \backslash frac\{\backslash rho\; L^4\}\{t^2\}$

• $m$ – masa płynu,
• $a$ – przyspieszenie,
• $\backslash rho$ – gęstość,
• $L$ – wymiar charakterystyczny (np. średnica kropli),
• $t$ – czas.

Siłę napięcia powierzchniowego można zdefiniować jako:

$F\_S\; =\; \backslash sigma\; L$

• $\backslash sigma$ – napięcie powierzchniowe.

Stosunek sił inercjalnych do sił napięcia powierzchniowego przedstawia się następująco:

$\backslash frac\{F\_a\}\{F\_S\}\; =\; \backslash frac\{\backslash rho\; L^3\}\{\backslash sigma\; t^2\}$

Ostateczny wzór na liczbę Webera ma postać:

$We\; =\; \backslash frac\{\backslash rho\; v^2\; L\}\{\backslash sigma\}$

• $v$ – prędkość.

Zastosowanie Liczby Webera

Liczba Webera jest szczególnie użyteczna w analizach związanych z przepływami wielofazowymi, zwłaszcza gdy jedna faza płynu styka się z inną. Jest to szczególnie ważne w przypadkach, gdy powierzchnia rozdziału faz jest silnie zakrzywiona, na przykład w przypadku kropli płynu poruszającej się w innym płynie.

Podsumowanie

Liczba Webera odgrywa kluczową rolę w dynamice płynów i zjawiskach powierzchniowych, będąc istotnym narzędziem do analizy i zrozumienia interakcji między różnymi fazami płynów.