Laplace-Zahl

Laplace-Zahl

Physikalische Kennzahl
Name Laplace-Zahl,
Suratman-Zahl
Formelzeichen $ {\mathit {La}},{\mathit {Su}} $
Dimension dimensionslos
Definition $ {\mathit {La}}={\frac {\sigma \rho L}{\eta ^{2}}} $
$ \sigma $ Oberflächenspannung
$ \rho $ charakteristische Dichte
$ L $ charakteristische Länge
$ \eta $ dynamische Viskosität
Benannt nach Pierre-Simon Laplace,
P.C. Suratman
Anwendungsbereich viskose Strömungen

Die Laplace-Zahl (Formelzeichen $ {\mathit {La}} $, nach dem französischen Mathematiker Pierre-Simon Laplace), auch bekannt als Suratman-Zahl (Formelzeichen $ {\mathit {Su}} $, nach dem indischen Physiker und Ingenieur P.C. Suratman),[1][2] ist eine dimensionslose Kennzahl der Strömungslehre. Sie wird beispielsweise verwendet, um die Deformation von Tropfen und Blasen zu beschreiben.

Die Laplace-Zahl ist definiert als Produkt aus Oberflächen- und Trägheitskraft eines Fluids, dividiert durch das Quadrat der Reibungskraft:[3]

$ {\mathit {La}}={\frac {F_{O}\cdot F_{T}}{{F_{R}}^{2}}}={\frac {\sigma \cdot (\rho \cdot L)}{\eta ^{2}}} $

mit

  • der Oberflächenspannung $ \sigma $ in $ \mathrm {{\frac {N}{m}}={\frac {kg}{s^{2}}}} $
  • der charakteristischen Dichte $ \rho $
  • der charakteristischen Länge $ L $
  • der charakteristischen dynamischen Viskosität $ \eta $ in $ \mathrm {\frac {N\cdot s}{m^{2}}} $.

Die Kennzahl entspricht dem reziproken Quadrat der Ohnesorge-Zahl $ {\mathit {Oh}} $ und lässt sich auch bilden aus den Quotienten der (z. T. quadrierten) Reynolds-Zahl $ {\mathit {Re}} $ mit der Kapillar-Zahl $ {\mathit {Ca}} $ bzw. der Weber-Zahl $ {\mathit {We}} $:

$ {\mathit {La}}={\frac {1}{{\mathit {Oh}}^{2}}}={\frac {\mathit {Re}}{\mathit {Ca}}}={\frac {{\mathit {Re}}^{2}}{\mathit {We}}} $

Einzelnachweise

  1. Bernard Stanford Massey: Units, Dimensional Analysis and Physical Similarity. Van Nostrand Reinhold, 1971, ISBN 0-442-05178-6, S. 119.
  2. André Trombetta: P.C. Suratman. In: neglectedscience. Abgerufen am 7. August 2014.
  3. Josef Kunes: Dimensionless Physical Quantities in Science and Engineering. Elsevier, 2012, ISBN 0-12-391458-2, S. 115 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).