Weber-Zahl

Physikalische Kennzahl

Name

Weber-Zahl

{\mathit {We}}

Dimension

dimensionslos

Definition

{\mathit {We}}={\frac {\rho \,v^{2}\,L}{\sigma }}

$\rho$	Dichte
$$ v $$	Strömungsgeschwindigkeit
$$ L $$	charakteristische Länge
$\sigma$	Oberflächenspannung

Benannt nach

Moritz Weber

Anwendungsbereich

Zweiphasenströmungen

Tropfenbildung des Spritzwassers nach Aufschlag eines Steins. Die nicht-sphärischen Tropfen sind charakteristisch für große Weber-Zahlen.

Die Weber-Zahl (benannt nach Moritz Weber^[1], Formelzeichen: ${\mathit {We}}$ ) ist eine dimensionslose Kennzahl der Strömungsmechanik. Sie ist bei Zweiphasenströmungen, z. B. ein Wassertropfen in Luft, das Verhältnis von Trägheitskraft zur stabilisierenden Oberflächenkraft:

{\mathit {We}}={\frac {\rm {Tr{\ddot {a}}gheitskraft}}{\rm {Oberfl{\ddot {a}}chenkraft}}}={\frac {\rho \,v^{2}\,L}{\sigma }}

Dabei ist

$\rho$ die Dichte
$$ v $$ die relative Strömungsgeschwindigkeit zwischen umgebendem Medium und dem Tropfen
$$ L $$ die charakteristische Länge, also meist der Durchmesser des Tropfens
$\sigma$ die Oberflächenspannung.

Die Weber-Zahl dient als Maß für die Blasenbildung und Tropfen verformung, insbesondere zur Charakterisierung der Zerstäubungsqualität eines Sprays: je größer die Weber-Zahl,

desto größer die Deformationswirkung der Anströmung auf den Tropfen
desto weiter hat sich der Tropfen von der Kugelform entfernt
desto stärker zerfällt der Flüssigkeitsstrahl.

Einzelnachweise

↑ Philip Day, Andreas Manz,Yonghao Zhang: Microdroplet Technology: Principles and Emerging Applications in Biology and Chemistry. Springer Science & Business Media, ISBN 978-1-4614-3265-4, S. 9 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[DayManz2012-1] Philip Day, Andreas Manz,Yonghao Zhang: Microdroplet Technology: Principles and Emerging Applications in Biology and Chemistry. Springer Science & Business Media, ISBN 978-1-4614-3265-4, S. 9 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[1]