EngineeringAkışkanlar MekaniğiUniversity
IBUndergraduate

Stokes Sürtünme Faktörü Calculator

Stokes sürtünme faktörü, küresel bir parçacık üzerindeki sürüklenme kuvvetini viskoz bir akışkan içindeki hızına bağlayan orantı sabitini tanımlar.

Use the free calculatorCheck the variablesOpen the advanced solver
Open Advanced Calculator

A lightweight calculator preview is not available for this formula yet.

Use the advanced calculator to solve it interactively.

Formula first

Overview

Bu ilişki, kürenin yüzeyindeki sınır koşulları arasındaki ayrımı yapar; 'kaymama', parçacık yüzeyindeki akışkan hızının parçacık hızına eşit olduğunu varsayar ve 'serbest kayma', yüzeyde sıfır kesme gerilimi olduğunu varsayar. Bu faktörler, atalet kuvvetlerinin viskoz kuvvetlere kıyasla ihmal edilebilir olduğu düşük Reynolds sayısı akışkanlar dinamiğinde temeldir. Bu iki mod arasındaki ayrım, mikro ölçekli parçacıkları veya Stokes akış rejimlerindeki biyolojik varlıkları modellerken kritiktir.

Symbols

Variables

f = f

f
Variable

Apply it well

When To Use

When to use: Küresel bir nesnenin çok düşük Reynolds sayılarında (Re << 1) bir akışkan içinde hareket ederken üzerindeki sürüklenme kuvvetini belirlerken bu ilişkiyi kullanın.

Why it matters: Yüzey etkileşim modeline dayanan hidrodinamik sürüklenme için teorik sınırları belirler, bu da çökeltme oranlarını ve mikro-parçacık taşınımını hesaplamak için önemlidir.

Avoid these traps

Common Mistakes

  • Sistem yüzeyinde yağlama veya gaz kabarcıklarının kaymaya neden olduğu durumlarda kaymama faktörünü uygulamak.
  • Küresel olmayan parçacıklar için sonuçların geçerli olduğunu varsaymak, bunlar farklı geometrik düzeltmeler gerektirir.

One free problem

Practice Problem

Bir deneyin bir sıvı içindeki gaz kabarcığının hareketini modellemesi gerekiyorsa, hangi sürtünme faktörü sınır koşulu teorik olarak daha uygundur?

Hint: Bir gaz kabarcığının yüzeyindeki akışkanın kabarcığın kendi hızıyla aynı hızda kısıtlanıp kısıtlanmadığını düşünün.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

References

Sources

  1. Batchelor, G. K. (1967). An Introduction to Fluid Dynamics. Cambridge University Press.
  2. Happel, J., & Brenner, H. (1983). Low Reynolds Number Hydrodynamics. Martinus Nijhoff Publishers.
  3. [object Object]
  4. Wikipedia: Stokes' drag law
  5. NIST CODATA: Dynamic viscosity
  6. Britannica, Stokes' law
  7. IUPAC Gold Book, Stokes' law
  8. Wikipedia, Stokes' drag equation