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Knudsen-Zahl

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Die Knudsen-Zahl (Kn) misst das Verhältnis der mittleren freien Weglänge der Gasmoleküle zu einer geometrischen Bezugslänge (z. B. Durchmesser des durchströmten Rohres). Sie ist benannt nach Martin Knudsen (1871-1949), einem dänischem Naturwissenschaftler.

Sie ist ein Maß für die Dichte der Gasströmung. Für Kn << 1 gelten die Gesetze der Gasdynamik kontinuierlicher Medien, während für Kn >> 1 die kinetischen Gesetze der Gastheorie stark verdünnter Medien gelten.

Parser-Fehler (Unbekannter Fehler\begin): \begin{alignat}{2} 2 \le & Kn && \ \text{freie Molekularstroemung} \\ 0.1 \le & Kn \le 2 && \ \text{Uebergangsstroemung (l ungefaehr gleich d)} \\ 0.01 \le & Kn \le 0.1 && \ \text{Gleitstroemung} \\ & Kn \le 0.01 && \ \text{Kontinuumsstroemung} \end{alignat}


Sie ist definiert als:

\mathit{Kn} = \frac {\lambda}{L} = \frac {k_B \cdot T}{\sqrt{2}\cdot \pi \cdot \sigma^2 \cdot P \cdot L}

mit

  • λ = mittlere freie Weglänge [m]
  • L = charakteristische Länge für den Fluss/die Strömung [m]
  • T = Temperatur [K]
  • kB = Boltzmann-Konstante (1,38 × 10-23 [ J K-1])
  • P = Gesamtdruck [Pa]
  • σ = Durchmesser der Moleküle [m]
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