斯托克斯数Stk计算器

🎯 工具用途
本工具用于计算斯托克斯数（Stk），它是颗粒流体力学领域的核心无量纲数，核心作用包括：
1. 判断颗粒跟随流体流动的能力；
2. 指导颗粒分离设备（如过滤器、旋风分离器）的结构设计；
3. 预测气溶胶颗粒的传输特性；
4. 验证颗粒流体实验数据的合理性。

📐 适用场景
• 环境工程：大气颗粒物的扩散传输分析、工业粉尘的捕集设备设计；
• 化工过程：催化剂颗粒的流体床反应器设计、颗粒物料的气力输送系统优化；
• 生物医药：药物颗粒的肺部沉积预测、生物气溶胶的采样效率分析；
• 能源系统：燃煤电厂的飞灰分离设备设计、燃气轮机的颗粒磨损预测；
• 材料加工：粉末冶金的颗粒分散控制、涂料喷涂的颗粒沉积特性分析。

🔧 使用步骤
1. 选择计算组合：根据需求选择“求斯托克斯数Stk”或“求物体的特征尺寸L₀”；
2. 输入参数：填写对应的物理量（驰豫时间、流速等），确保所有值大于0；
3. 执行计算：点击“计算”按钮，系统自动输出结果；
4. 结果分析：根据Stk值判断颗粒跟随性（参考物理意义说明）。

⚠️ 注意事项
• 单位一致性：所有参数必须使用国际单位制（s、m/s、m）；
• 驰豫时间计算：t₀ = (ρₚdₚ²)/(18μ)（ρₚ为颗粒密度，dₚ为颗粒直径，μ为流体黏度）；
• 特征尺寸选择：需与障碍物的几何特征匹配（如过滤器孔径、旋风分离器直径）；
• 结果合理性：分离设备中通常设计Stk > 1（确保颗粒被捕集），输送系统中设计Stk < 1（确保颗粒跟随流体）。

💡 常见问题
问：Stk值与颗粒分离效率有什么关系？
答：Stk值越大，颗粒越容易偏离流体轨迹，分离效率越高；反之则分离效率越低。
问：如何调整Stk值以优化设备性能？
答：可通过改变流体流速（u₀）、调整障碍物尺寸（L₀）或选择不同粒径的颗粒（影响t₀）来调整Stk值。
问：斯托克斯数的适用范围是什么？
答：适用于颗粒雷诺数Reₚ ≪ 1的斯托克斯流动区域（通常颗粒直径<10μm），若Reₚ较大需修正驰豫时间公式。
问：低Stk值的颗粒输送系统有什么优势？
答：Stk < 1时颗粒跟随性好，输送过程中颗粒不易沉积、磨损小，系统运行更稳定。