El flujo molecular libre describe la dinámica de fluidos del gas donde el camino libre medio de las moléculas es mayor que el tamaño de la cámara o del objeto bajo prueba. Para tubos / objetos del tamaño de varios cm, esto significa presiones muy por debajo de 10 −3 mbar . A esto también se le llama régimen de alto vacío , o incluso ultra alto vacío . Esto se opone al flujo viscoso que se encuentra a presiones más altas. [1] La presencia de flujo molecular libre se puede calcular, al menos en estimación, con el número de Knudsen (Kn). Si Kn> 10, el sistema está en flujo molecular libre, [2] también conocido como flujo Knudsen.[3]
En flujo molecular libre, la presión del gas restante puede considerarse efectivamente cero. Por tanto, los puntos de ebullición no dependen de la presión residual. Se puede considerar que el flujo son partículas individuales que se mueven en línea recta. Prácticamente, el "vapor" no puede moverse en curvas o en otros espacios detrás de obstáculos, ya que simplemente golpean la pared del tubo. Esto implica que no se pueden utilizar bombas convencionales, ya que dependen de un flujo viscoso y de la presión del fluido. En su lugar, especial bombas de sorción , bombas de iones y bombas es decir, transferencia de momento bombas turbomoleculares se utilizan.
El flujo molecular libre ocurre en varios procesos como la destilación molecular , equipos de vacío ultra alto como aceleradores de partículas y, naturalmente, en el espacio exterior .
La definición de flujo molecular libre depende de la escala de distancias considerada. Por ejemplo, en el medio interplanetario , el plasma se encuentra en un régimen de flujo molecular libre en escalas inferiores a 1 AU; por lo tanto, los planetas y las lunas están efectivamente bajo bombardeo de partículas. Sin embargo, en escalas más grandes, se observa un comportamiento similar al de un fluido, porque la probabilidad de colisiones entre partículas se vuelve significativa.
Ver también
Referencias
- ↑ Yamamoto, K .; Paquete, DC; Flujo molecular libre transitorio a través de un tubo; Dinámica de gases raros; Actas del XI Simposio Internacional, Cannes, Francia, 3-8 de julio de 1978. Volumen 1. (A80-34876 14-77) París, Commissariat a l'Energie Atomique, 1979, p. 207-218.
- ^ Laurendeau, Normand M. (2005). Termodinámica estadística: fundamentos y aplicaciones . Nueva York: Cambridge University Press . pag. 434. ISBN 0-521-84635-8. OCLC 71819273 .
- ^ Sundén, Bengt; Fu, Juan (2016). Transferencia de calor en aplicaciones aeroespaciales . Elsevier Ltd . pag. 61. ISBN 0-12-809761-2. OCLC 961337485 .