Número de Lewis

Relación entre la difusividad térmica y la difusividad de masa

En dinámica de fluidos y termodinámica , el número de Lewis (denominado Le ) es un número adimensional definido como la relación entre la difusividad térmica y la difusividad de masa . Se utiliza para caracterizar los flujos de fluidos donde hay transferencia simultánea de calor y masa . El número de Lewis pone el espesor de la capa límite térmica en relación con la capa límite de concentración. ^[1] El número de Lewis se define como ^[2]

${\displaystyle \mathrm {Le} ={\frac {\alpha }{D}}={\frac {\lambda }{\rho D_{im}c_{p}}}}$.

dónde:

• α es la difusividad térmica ,
• D es la difusividad de masa ,
• λ es la conductividad térmica ,
• ρ es la densidad ,
• D _im es el coeficiente de difusión promedio de la mezcla,
• c _p es la capacidad calorífica específica a presión constante.

En el campo de la mecánica de fluidos , muchas fuentes definen el número de Lewis como el inverso de la definición anterior. ^{[3] [4]}

El número de Lewis también se puede expresar en términos del número de Prandtl ( Pr ) y el número de Schmidt ( Sc ): ^[5]

${\displaystyle \mathrm {Le} ={\frac {\mathrm {Sc} }{\mathrm {Pr} }}}$

Recibe su nombre en honor a Warren K. Lewis (1882-1975), ^{[6] [7]} quien fue el primer director del Departamento de Ingeniería Química del MIT . Algunos investigadores del campo de la combustión suponen (incorrectamente) que el número de Lewis recibió su nombre en honor a Bernard Lewis (1899-1993), quien durante muchos años fue una figura importante en el campo de la investigación de la combustión. ^{[ cita requerida ]}

Referencias

1. "Número de Lewis". tec-science . 10 de mayo de 2020 . Consultado el 25 de junio de 2020 .
2. Cohen, E. Richard; Cvitaš, Tomislav; Frey, Jeremy G.; Homström, Bertil; Kuchitsu, Kozo; Marquardt, Roberto; Mills, Ian; Pavese, Franco; Quack, Martin ; Stohner, Jürgen; Strauss, Herbert L. ; Takami, Michio; Thor, Anders J. (2007). Cantidades, unidades y símbolos en química física (PDF) (3.ª ed.). IUPAC . pág. 82.
3. Candler, Graham V.; Nompelis, Ioannis (septiembre de 2009). Dinámica de fluidos computacional para entrada atmosférica (PDF) (informe). Serie de conferencias del Instituto Von Karman de dinámica de fluidos: Entrada hipersónica y vehículos de crucero. Instituto Von Karman . RTO-EN-AVT-162 – a través del Centro de información técnica de defensa.
4. White, Frank M. (1991). Flujo de fluidos viscosos (2.ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill. pp. 31–34. ISBN 0-07-069712-4.OCLC 21874250  .
5. Guruge, Amila Ruwan (10 de febrero de 2022). "¿Qué es el número de Lewis?". Ingeniería química y de procesos . Consultado el 20 de diciembre de 2022 .
6. Lewis, WK (1922). "La evaporación de un líquido en un gas". Transactions of the American Society of Mechanical Engineers . 44 (1849). Nueva York: 325–340. hdl :2027/mdp.39015023119749.
7. Klinkenberg, A.; Mooy, HH (1948). "Grupos adimensionales en fricción de fluidos, calor y transferencia de material". Chemical Engineering Progress . 44 (1): 17–36.

Lectura adicional

• Bird, RB (otoño de 2001). "Quién era quién en los fenómenos de transporte". Chemical Engineering Education . 35 (4) . Consultado el 20 de mayo de 2021 .
• Incropera, FP ; DeWitt, DP (1996). Transferencia de calor y masa, quinta edición . Nueva York, NY: Wiley. ISBN 0-471-38650-2.