Ohnesorge-Zahl

Physikalische Kennzahl
Name Ohnesorge-Zahl
Formelzeichen O h {\displaystyle {\mathit {Oh}}}
Dimension dimensionslos
Definition O h = η L ρ σ {\displaystyle {\mathit {Oh}}={\frac {\eta }{\sqrt {L\rho \sigma }}}}
η {\displaystyle \eta } dynamische Viskosität
L {\displaystyle L} charakteristische Länge
ρ {\displaystyle \rho } Dichte
σ {\displaystyle \sigma } Oberflächenspannung
Benannt nach Wolfgang von Ohnesorge
Anwendungsbereich Fluidzerstäubung

Die Ohnesorge-Zahl (nach Wolfgang von Ohnesorge, der sie 1935 in seiner Dissertation einführte; Formelzeichen: O h {\displaystyle {\mathit {Oh}}} ) ist eine dimensionslose Kennzahl der Physik. Sie beschreibt den Einfluss der Zähigkeit auf die Deformation von Tropfen und Blasen:

O h = Reibungskraft Trägheitskraft Oberflächenkraft = η L ρ σ = W e R e = 1 S u {\displaystyle {\mathit {Oh}}={\frac {\text{Reibungskraft}}{\sqrt {{\text{Trägheitskraft}}\cdot {\text{Oberflächenkraft}}}}}={\frac {\eta }{\sqrt {L\cdot \rho \cdot \sigma }}}={\frac {\sqrt {\mathit {We}}}{\mathit {Re}}}={\frac {1}{\sqrt {\mathit {Su}}}}}

mit

  • η {\displaystyle \eta } dynamische Viskosität (in SI-Einheiten Pa {\displaystyle \cdot } s) (bewirkt Reibungskraft)
  • L {\displaystyle L} charakteristische Länge (bspw. Blasendurchmesser) (in SI-Einheiten m)
  • σ {\displaystyle \sigma } Oberflächenspannung (in SI-Einheiten N/m)
  • ρ {\displaystyle \rho } Dichte der Flüssigkeit des Tropfens (in SI-Einheiten kg/m3)
  • W e {\displaystyle {\mathit {We}}} Weber-Zahl (erfasst die beiden wichtigsten Kräfte, die auf einen fallenden Tropfen wirken: Trägheits- und Oberflächenkraft)
  • R e {\displaystyle {\mathit {Re}}} Reynolds-Zahl
  • S u {\displaystyle {\mathit {Su}}} Suratman-Zahl.

Grundsätzlich wirken auf einen fallenden Tropfen sechs Kräfte:

Bedeutung hat das Verhältnis von Ohnesorge-Zahl zu Reynolds-Zahl bei der Charakterisierung der Fluidzerstäubung, einem Fachgebiet der Verfahrenstechnik. Dafür wird im doppellogarithmischen Ohnesorge-Diagramm die Ohnesorge-Zahl über der Reynolds-Zahl aufgetragen, so dass die Zustände "Zertropfen", "Zerwellen" und "Zerstäuben" unterschieden werden können (vgl. Flüssigkeitsstrahl).

  • Gareth H. McKinley, Michael Renardy: von Wolfgang von Ohnesorge, 2011 (PDF; 1,2 MB) (mit Erläuterungen zur Ohnesorge-Zahl)