Стантона число — один из критериев подобия тепловых процессов, характеризующий интенсивность диссипации энергии в потоке жидкости или газа:

Где a— коэффициент теплоотдачи; c_p— удельная теплоёмкость среды при постоянном давлении; ρ — плотность;v — скорость течения. Названо по имени английского учёного Т. Стантона (англ. Th. Stanton; 1865 — 1931 гг.). Число Стантона является безразмерной формой коэффициента теплоотдачи и связано с числом Нуссельта и числом Пекле соотношением:

Критерий Стантона можно рассматривать как меру соотношения между изменением температуры потока по длине трубы (t₂ — t₁) и движущей силой процесса конвективного теплообмена (θ - t)(где θ- температура поверхности трубы, t – температура жидкости у поверхности ,d-диаметр, l-длина трубы):

Число Стантона связано с коэффициентом поверхностного трения и числом Прандтля

где W’ скорость жидкости на границе пограничного слоя и турбулентного ядра потока.
Воспользовавшись выражением для определения коэффициента трения, получаем

 

 

 

Критерии подобия используют для описания движения газо-жидкостных смесей в трубах. Также с их помощью выводятся общие уравнения гидродинамики двухфазных жидкостей для определения основных гидравлических характеристик течения двухфазных жидкостей в трубах. Это объясняется, с одной стороны, большим распространением однотрубной системы сбора и транспорта нефти и газа (или газа и конденсата), а с другой, широким применением движения двухфазных жидкостей в самых различных областях техники – химической, котельной, ракетной. С развитием исследований сложных физических и физико-химических процессов, включающих механические, тепловые и химические явления, развиваются и методы теории подобия.

Для гиперзвуковых свободно молекулярных течений, как и для гиперзвуковых течений сплошной среды, характерны независимость аэродинамических характеристик от числа Maxa (от М). Точнее, при M> >1 течение зависит лишь от скорости набегающего потока V и его плотности, но не зависит от его температуры. Для иллюстрации этой стабилизации аэродинамических характеристик на рис.2 приведены значения числа Стантона для пластинки, цилиндра и сферы. Число Стантона определено соотношением

На рис. 2 в качестве характерной площади А выбрана площадь поверхности тела. Температура тела устанавливается в результате баланса тепловых потоков к поверхности тела. Наряду с теплом, передаваемым поверхности падающими на нее молекулами, поверхность может получать тепло от источников тепла внутри тела, теплопроводностью от других частей тела и излучением. В условиях полета по близкой к Земле орбите значительная часть тепла уносится излучением и тело можно считать холодным.
 

Многочисленность условий подобия радиационно-конвективного и радиационно-кондуктивного теплообмена практически исключает возможность широкого использования прямого физического моделирования. Однако при анализе экспериментальных данных о работе определённого типа энергооборудования применение критериев подобия является эффективным и для сложных ситуаций.
Например, теплообмен в топочном устройстве (камере, топке) приближенно описывается незамкнутой системой уравнений, предполагающей учёт процесса сгорания топлива через равновесное излечение топочной среды и её температуру. Уравнения баланса энергии и теплопередачи, записанные в интегральной форме для текущего сечения потока смеси топлива, окислителя и продуктов сгорания, имеют вид