莫顿数

莫顿数(,簡稱Mo)是流體力學的無因次量,和厄特沃什数一起描述氣泡或是水滴在流體或是連續相(c)中移動時的外形。莫頓數得名自美國數學家,他和W. L. Haberman在1953年一起描述此物理量。

莫顿数定義為:
: \mathrm{Mo} = \frac{g \mu_c^4 \, \Delta \rho}{\rho_c^2 \sigma^3},

其中:
:g為重力加速度
:\mu_c為周圍流體的黏度
:\rho_c為周圍流體的密度
: \Delta \rho為兩相的密度差
:\sigma為表面張力係數

針對內部密度小到可以忽略的氣泡,莫顿数可以簡化如下:

:\mathrm{Mo} = \frac{g\mu_c^4}{\rho_c \sigma^3}.

莫頓數可以視為是流體粘滯力和表面張力之間的比例。

莫頓數只和氣泡內部以及氣泡外流體的材料特性有關,和氣泡的大小無關,由於氣泡的大小會隨時間而變化,使用莫頓數可以消除這部分的影響。

莫顿数可以用韋伯數、福祿數和雷諾數定義:

:\mathrm{Mo} = \frac{\mathrm{We}^3}{\mathrm{Fr}\, \mathrm{Re}^4}.

上述的福祿數定義如下:

:\mathrm{Fr} = \frac{V^2}{g d}

其中
:V為參考速度
:d為泡泡或水滴的等效球直徑
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參考資料
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