斯图尔特数N计算器

🎯 工具用途
本工具用于计算斯图尔特数N，它是磁流体动力学（MHD）的核心无量纲数，核心作用包括：
1. 判断磁场对导电流体运动的影响程度；
2. 指导MHD设备（如磁流体发电机、电磁流量计）的结构设计；
3. 预测导电流体在磁场中的流动特性；
4. 验证MHD实验的相似性准则。

📐 适用场景
• 能源系统：磁流体发电机的功率输出预测、液态金属冷却反应堆的流动控制；
• 冶金工程：电磁铸造中的金属熔体流动控制、连铸过程的电磁搅拌；
• 环境工程：导电废水的电磁分离处理、等离子体射流的磁场约束；
• 航空航天：高超声速飞行器的等离子体鞘层磁场控制、火箭推进的MHD辅助加速；
• 材料加工：半导体熔体的磁场定向凝固、金属粉末的电磁成形。

🔧 使用步骤
1. 选择计算组合：根据需求选择“求斯图尔特数N”或“求动黏度μ”；
2. 输入参数：填写磁场、特征长度、电导率等物理量，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N值判断磁场对流体的影响程度（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（T、m、S/m、kg/m³、m²/s）；
• 导电流体限制：仅适用于电导率σ > 0的导电流体（如液态金属、等离子体）；
• 特征长度选择：需与流动系统的关键几何尺寸匹配（如管道直径、通道宽度）；
• 实际数值范围：工业MHD设备中N通常在1~10⁴之间，过高的N会导致流动阻力急剧增加。

💡 常见问题
问：斯图尔特数与磁流体发电机的效率有什么关系？
答：N值越大，磁场对流体的约束越强，发电机的能量转换效率越高，但流动阻力也越大。
问：如何提高斯图尔特数？
答：可增大磁场强度（B）、增加特征长度（Lc）或使用更高电导率的流体（σ）。
问：斯图尔特数的适用范围是什么？
答：适用于不可压缩导电流体的定常流动，且忽略惯性力（Re ≪ 1）的场景。
问：非导电流体可以使用斯图尔特数吗？
答：不能，斯图尔特数仅适用于电导率σ > 0的导电流体，非导电流体中电磁力为0。