达姆科勒数

达姆科勒数(Damköhler number,Da)为一无量纲量,用于描述同一系统中化学反应相比其它现象的相对时间尺度,其命名是为纪念德国化学家格哈爾特·達姆科勒(1908–1944)。

根据系统的不同,达姆科勒数有不同的定义。
对于一个n阶反应来说,Da通常定义为:

: Da = k C_0^{\ n-1} t

其物理意义为无量纲反应时间,其中:

  • k : 化学动力学常数
  • C0 : 初始浓度
  • n : 反应阶数
  • t : 停留时间/反应时间

对于连续或半连续反应器中,达姆科勒数的通常定义为:

: Da = \dfrac{ \mbox{reaction rate} }{ \mbox{convective mass transport rate} }

: Da = \dfrac{ \mbox{characteristic fluid time} }{ \mbox{characteristic chemical reaction time} }

在连续反应器中,Da

: Da = \frac{k_{c}C_{0}^{n}}{C_0/\tau} = k_{c}C_{0}^{(n-1)}\tau

其中\tau 为残留时间 或 空间时间

在包含界面传质的反应系统中,达姆科勒数(DaII)的定义为:化学反应速率与传质速率之比,即:

: Da_{\mathrm{II}} = \frac{k C_0^{n-1}}{k_g a}

其中:

  • k_g: 总传质系数
  • a :界面面积

参考资料

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