Knudsenovo číslo

Knudsenovo číslo ( ) je jedním z kritérií podobnosti pohybu zředěných plynů:

kde  je střední volná dráha molekul v plynu,  je charakteristická velikost proudění (například délka proudnicového tělesa, průměr potrubí, průměr volného paprsku). Pro ideální plyn platí vzorec:

kde  je Boltzmannova konstanta ,  je tlak ,  je teplota ,  je příčná velikost částice.

Pojmenována po dánském fyzikovi Martinu Knudsenovi (1871–1949).

Číselná hodnota charakterizuje stupeň zředění proudu plynu. Jestliže (teoreticky na ), pak aerodynamické charakteristiky těles proudících kolem se zředěným plynem (nebo proudění ve vakuových potrubích) lze vypočítat bez uvažování vzájemných srážek molekul, ale s přihlédnutím pouze k dopadům molekul na pevnou látku. povrch (volný molekulární tok). V praxi se takové metody stávají použitelnými a používají se již v . Pokud (teoreticky v ) platí základní předpoklad hydroaeromechaniky o kontinuitě (kontinuitě) média a při výpočtu průtoku lze použít Eulerovy rovnice nebo Navier-Stokesovy rovnices odpovídajícími okrajovými podmínkami. V praxi jsou tyto metody platné a používají se již pro .

V rozsahu hodnot Knudsenova čísla jsou realizovány různé mezistupně mezi volnomolekulárním a kontinuálním režimem proudění zředěného plynu s novými okrajovými podmínkami.

Knudsenova čísla lze vyjádřit pomocí bezrozměrných Machových a Reynoldsových čísel :

kde  je poměr měrných tepelných kapacit plynu při konstantním tlaku a objemu.

Rozšíření Chapman-Enskog  je sériovým rozšířením z hlediska malého Knudsenova čísla.