[科普中國]-舍伍德數(shù)

簡介

舍伍德數(shù)（Sherwood number）是反映包含有待定傳質(zhì)系數(shù)的無因次數(shù)群，類似于傳熱中的努塞特數(shù)，以符號Sh或Nsh表示，它表征的是對流傳質(zhì)與擴(kuò)散傳質(zhì)的比值，命名為Sherwood ，主要是為了紀(jì)念美國著名化學(xué)工程家Thomas Kilgore Sherwood。

它是由三個物理量組成，即

式中：為傳質(zhì)系數(shù)，m/s；L為特性尺寸，m；DAB為溶質(zhì)A在溶劑中B中的特性系數(shù)，m2/s1。

使用方式在守恒物性與溫度相等時，舍伍德數(shù)與努賽爾數(shù)具有相同的結(jié)構(gòu)，邊界條件也一樣時，可以得出結(jié)論：

舍伍德數(shù)對Re和Sc(施密特數(shù))的依賴關(guān)系與努賽爾數(shù)對Re和Pr的依賴關(guān)系將是同樣的。這就是說可以簡單的用Sh和Sc來取代努賽爾計(jì)算式中的Nu和Pr。

熱傳遞和質(zhì)傳遞之間的類比關(guān)系努賽爾數(shù)與舍伍德數(shù)之比就是Le1/3，Le為劉易斯數(shù)。若劉易斯為1，努賽爾數(shù)與舍伍德數(shù)具有相同的數(shù)值，邊界層內(nèi)存在熱質(zhì)傳遞完全類比。這是因?yàn)?，普朗特?shù)是熱邊界層厚度與流動邊界層厚度之比的一種無量綱度量，而施密特數(shù)則是濃度與流動邊界厚度之比的度量2。

總結(jié)劉易斯數(shù)是對濃度邊界層厚度和熱邊界層厚度進(jìn)行的直接比較。 然而，在界面上的速度分量可以忽略不計(jì)時，Sh和Nu的簡單類比僅適用于低傳質(zhì)速率3。