克努森數計算器

克努森數是氣體分子的平均自由徑與系統代表性物理長度之比，屬於無因次量，寫作 Kn = 平均自由徑除以特徵長度。平均自由徑是分子在兩次碰撞之間行進的平均距離；特徵長度可以是通道寬度、粒子直徑、噴嘴喉部尺寸、太空船尺寸，或其他控制流動的尺度。兩個量採用相同單位，因此單位相消，結果沒有單位。 此比值可判斷一般連續介質流體力學是否適用。克努森數低於 0.01 時，分子間碰撞占主導地位，氣體通常可視為連續介質。介於 0.01 與 0.1 之間時，會出現滑移流，固體邊界上的速度可能無法再假設恰好為零。從 0.1 到 10 的過渡行為，需要稀薄氣體模型或動力學方法。高於 10 時，分子與邊界的碰撞比分子間碰撞更占優勢，流動歸類為自由分子流。 這些界線是實用的工程慣例，並非物理行為的突然改變。幾何形狀、氣體與表面的適應特性、溫度梯度，以及專案要求的精度，都可能影響模型選擇。特徵長度也必須能代表研究中的現象。微通道通常採用水力直徑或通道高度，外部流場問題則可能使用物體長度。若選用無關尺寸，可能得到數值正確但物理意義失真的比值。 平均自由徑會隨壓力、溫度及分子碰撞直徑改變。較低壓力通常使平均自由徑增加，讓稀薄效應更重要。因此，真空系統、高空飛行器、微機電元件、氣膠傳輸及半導體製程常不在連續流範圍內運作。請在此以公尺輸入兩個長度，或先由其他常用單位換算。計算器直接將數值相除，顯示比值，並套用標準流動區間。它適合初步選擇模型；詳細設計仍應使用符合實際氣體的物性資料與邊界條件。