Число Льюїса

Число́ Лью́їса (${\displaystyle \mathrm {Le} }$)[1] — характеристичне число та критерій подібності, в молекулярній фізиці, що визначається співвідношення між теплопровідністю і дифузією в рідинах та газах. Визначається співвідношенням[1]:

${\displaystyle Le={\frac {\lambda }{\rho c_{p}D}}={\frac {a}{D}},}$

де:

${\displaystyle \lambda }$ — коефіцієнт теплопровідності;

${\displaystyle \rho }$ — густина;

${\displaystyle c_{p}}$ — масова теплоємність за сталого тиску;

D — коефіцієнт дифузії;

a — коефіцієнт термічної дифузії.

Число Льюїса характеризує співвідношення між інтенсивностями переносу маси домішки дифузією і переносу теплоти теплопровідністю. Для ідеальних газів ${\displaystyle \mathrm {Le} =1}$. Для більшості реальних газів число Льюїса мало відрізняється від 1 і мало залежить від температури. Так, для водню ${\displaystyle \mathrm {Le} =0,95}$, а для вуглекислого газу ${\displaystyle \mathrm {Le} =1,18}$[2]. Тому часто в розрахунках приймають ${\displaystyle \mathrm {Le} =1}$, вказуючи на те, що рівняння дифузії і теплопровідності стають ідентичними і профілі надлишкових концентрації і температур виявляються подібними.

Число Льюїса можна також записати як відношення числа Шмідта до числа Прандтля[1]:

${\displaystyle \mathrm {Le} ={\frac {\mathrm {Sc} }{\mathrm {Pr} }}.}$

Назване на честь Уорена К. Льюїса (1882—1975; англ. Warren Kendall Lewis)[3], професора Массачусетського технологічного інституту, названого батьком сучасної хімічної інженерії[4].

Використовується при вивченні процесів горіння, поширення полум'я та вибуху[5]