克努森数计算器

克努森数是气体分子平均自由程与系统代表性物理长度之比，为无量纲量，写作 Kn = 平均自由程除以特征长度。平均自由程是分子在两次碰撞之间运动的平均距离；特征长度可以是通道宽度、粒子直径、喷管喉部尺寸、航天器尺寸，或其他控制流动的尺度。两个量使用相同单位，单位相消，因此结果没有单位。 这个比值表明常规连续介质流体力学是否适用。克努森数低于 0.01 时，分子间碰撞占主导，气体通常可视为连续介质。介于 0.01 与 0.1 之间时，会出现滑移流，固体边界处的速度可能不能再假定严格为零。从 0.1 到 10，过渡行为需要稀薄气体模型或动理学方法。高于 10 时，分子与边界的碰撞比分子间碰撞更占主导，流动被归类为自由分子流。 这些界限是实用的工程约定，并不意味着物理行为会突然改变。几何形状、气体与表面的适应特性、温度梯度及项目精度要求，都可能影响模型选择。特征长度也必须代表所研究的现象。微通道通常使用水力直径或通道高度，外流问题则可能使用物体长度。选择不相关的尺寸，可能得到数值正确却具有物理误导性的比值。 平均自由程随压力、温度和分子碰撞直径而变化。压力降低通常会增大平均自由程，使稀薄效应更重要。这也解释了为什么真空系统、高空飞行器、微机电器件、气溶胶输运和半导体加工常处于非连续流区域。请在此以米输入两个长度，或先将其他常用单位换算为米。计算器直接相除，显示比值，并按标准区间判断流动状态。它适合初步选择模型；详细设计仍应采用符合实际气体的物性数据和边界条件。