Конвективная диффузия закон

Конвективная диффузия — это перенос вещества макрочастицами среды, который определяется турбулентностью потока, его гидродинамическим состоянием. Конвективная диффузия связана с представлениями макрокинетики. Основной закон конвективной диффузии (закон Щукарева) устанавливает, что количество вещества, перенесенное от поверхности раздела фаз в воспринимающую фазу, пропорционально разности концентраций у поверхности раздела фаз и в ядре потока воспринимающей фазы, поверхности фазового контакта и времени [c.106]

Подобные же уравнения можно написать для скорости массопередачи каждого реагента. В слое насадки существенен перенос вещества как путем молекулярной, так и конвективной диффузии. Действительный коэффициент диффузии, который учитывает оба фактора, может быть определен посредством модифицированного закона Фика [c.243]

Полученное уравнение конвективной диффузии выражает второй закон Фика и обычно записывается в виде [c.32]

Критериальное уравнение конвективной диффузии. Выведенное дифференциальное уравнение (11.51) является математическим описанием процесса перемещения веп ,ества в жидкой (газовой, паровой) фазе конвективной диффузией. Для полного математического описания процесса это уравнение должно быть дополнено уравнением, характеризующим условия на границе рассматриваемой фазы. Количество вещества, перемещающегося из фазы в фазу у границы, можно определить исходя из основного закона конвективной диффузии [c.268]

От элементарной площадки отводится в омывающую фазу то же количество вещества dM, которое можно определить исходя из закона конвективной диффузии [c.275]

Удаление влаги из материала при сушке согласно основным положениям массопередачи осуществляется следующим образом. Влага из толщи влажного материала перемещается к поверхности раздела фаз за счет массопроводности. От поверхности раздела фаз влага передается в ядро газового потока за счет конвективной диффузии. Как было показано А. В. Лыковым, процесс массопроводности во влажном теле подчиняется следующему закону [c.421]

При практических расчетах применяют закон конвективной диффузии в следующем [c.29]

То же количество вещества будет передано к границе раздела фаз, согласно закону конвективной диффузии [c.46]

Уравнение (Х,19) представляет собой дифференциальное уравнение конвективной диффузии. Оно выражает закон распределения концентрации данного компонента в движущейся стационарно среде при неустановившемся процессе массообмена. [c.394]

Во второй области распределение концентраций нагнетаемого агента подчиняется закону. конвективной диффузии [c.59]

Для максимумов 1-го рода скорость движения поверхности согласно уравнению (38.7) прямо пропорциональна плотности тока и =к11. Но в соответствии с законами конвективной диффузии [см. уравнение (33.12)1 [c.195]

Теория Нернста. Задача о закономерностях диффузии в движущейся жидкости, т. е. конвективной диффузии, впервые была решена Нернстом (1904) для плоского электрода. В основе теоретических представлений Нернста лежит предположение о прилегающем к электроду неподвижном относительно его поверхности слое жидкости толщиной 6. Это предположение основано на экспериментально установленной независимости вязкости жидкости от материала капилляра, через который она протекает, или от материала шарика, который падает в исследуемую жидкость. За пределами неподвижного слоя скорость движения жидкости относительно электрода и скачкообразно изменяется от нуля до некоторой величины v . Диффузия реагирующего вещества происходит только в пределах этого неподвижного слоя, и поэтому его толщина совпадает с толщиной диффузионного слоя. Скорость диффузии вещества, реагирующего на поверхности электрода, определяется по законам диффузии в покоящейся жидкости и [c.243]

В реальных условиях внешняя массопередача является сложным процессом, определяющимся, с одной стороны, молекулярной диффузией, а с другой — непосредственной передачей вещества благодаря наличию скорости потока. Такой процесс суммарного подвода вещества называется конвективной диффузией. Для количественного расчета этого процесса необходимо знать закон, по которому меняется скорость потока в зависимости от расстояния от обтекаемого тела. Решение задачи о диффузии из потока требует учета как законов, описывающих течение жидкости (для случая вязкой жидкости — уравнений Навье-Стокса), так и законов диффузии. [c.366]

Независимо от характера движения жидкости у границы раздела фаз всегда существует диффузионный слой жидкости, через который в результате молекулярной и конвективной диффузии частицы растворяющегося вещества проникают в массу раствора, а молекулы растворителя — к растворяющейся твердой поверхности. В случае химического растворения активный растворитель транспортируется через диффузионный слой к поверхности твердого вещества, а в обратном направлении — в массу раствора диффундирует продукт реакции. Поэтому скорость растворения кристаллических тел в жидкостях определяется главным образом законами диффузии — диффузионной кинетикой. Иногда она лимитируется скоростью гетерогенной химической реакции на поверхности контакта фаз, т. е. подчиняется законам химической кинетики. В первом случае процесс называют диффузионным, во втором — кинетическим. [c.217]

Требуется построить математическую модель конвективной диффузии, сопровождающейся химической реакцией, если известно, что в любой точке плоскости, перпендикулярной к направлению потока, условия процесса одинаковые (рис. 22) и имеет место закон о переносе массы в результате диффузии [c.84]

Конвективный массоперенос (аналогично теплопереносу) в целом описывается системой, состоящей из уравнений Навье — Стокса и неразрывности потока, уравнения конвективной диффузии компонента (второй закон Фика), которое является уравнением материального баланса по компоненту для бесконечно малого объема в движущемся потоке, а также начальных и граничных условий. [c.33]

Дифференц. р-ния конвективной диффузии, движения жидкости (ур-ние Нав).с Стокса) и переноса тепла получают с помощью выражений (1)-(3) на основании законов сохранения массы и энергии [c.478]

Линейная конвективная диффузия. Рассмотрим решение краевой задачи в условиях, когда толщина диффузионного слоя много меньше радиуса сферического электрода, поскольку такая ситуация, при которой диффузия становится практически линейной, весьма часто имеет место. В данном случае представляют интерес значения г, и, следовательно, в уравнении (8.21) можно пренебречь вторым слагаемым в круглых скобках по сравнению с единицей. Тогда это уравнение приобретает классический вид уравнения линейной диффузии вещества в неподвижной среде второй закон Фика). [c.277]

Уравнение (1.22) по физическому смыслу и, следовательно, по форме записи аналогично уравнению Навье — Стокса (1.1), описывающему поле скоростей в движущейся вязкой жидкости. Объясняется это тем, что оба уравнения соответствуют физическим законам сохранения гидродинамическое уравнение — сохранению количества движения, а уравнение конвективной диффузии — сохранению массы целевого компонента. [c.18]

Полезно также обратить внимание на то, что уравнение конвективной теплопроводности, определяющее поле температуры в движущейся жидкости, представляет собой закон сохранения тепловой энергии и по форме полностью аналогично уравнению конвективной диффузии [4, 9—11, 13] [c.18]

Условиями второго рода на границе потока задается значение производной искомой функции по координатам. Для уравнения конвективной диффузии значение производной концентрации, согласно закону Фика (1.17), пропорционально потоку целевого компонента. Таким образом, задание граничного условия второго рода означает, что в данном случае известна величина потока примеси [c.19]

Перенос пара в газовой фазе-от поверхности материала в ядро потока сушильного агента - осуществляется конвективной диффузией. Плотность потока пара, проходящего через пограничный диффузионный слой, определяется законом массоотдачи [c.238]

Сопоставляя действие законов внутренней и конвективной диффузии нетрудно заметить, что процесс извлечения эфирного масла из сырья будет протекать тем эффективнее, чем больше его будет находиться на поверхности, чем выше относительная скорость движения пара и сырья в первом периоде и чем выше температура, особенно во втором периоде. [c.100]

Обозначим через Г мольную концентрацию ПАВ на межфазной поверхности (моль/м ). Тогда уравнение, описывающее изменение Г, имеет вид уравнения конвективной диффузии с учетом доставки вещества из жидкостей, которые разделяет межфазная поверхность. В предположении, что каждая жидкость является бинарным раствором, уравнение диффузии можно получить так же, как в разделе 4.4. Пусть химические реакции отсутствуют, диффузия подчиняется закону Фика и коэффициенты диффузии постоянны. Тогда уравнение диффузии ПАВ на межфазной поверхности имеет вид [2] [c.455]

Природа возникновения продольного и радиального перемешивания весьма сложна. Исходя из теории массообмена, в настоящее время считают, что перемешивание возникает в результате молекулярной и конвективной диффузии. Молекулярная диффузия — это перенос массы вещества молекулами (область микрокинетики). Основным законом молекулярной диффузии является первый закон Фика, согласно которому количество продиффундировавшего вещест- [c.105]

Модуль конвективной диффузии и транспорта связных наносов (AD-модуль) основан на одномерном уравнении сохранения массы растворенного или взвешенного вещества (соли, связные наносы и т.п.). Поведение консервативных веществ, которые разлагаются по линейному закону, также может быть смоделировано посредством AD-модуля. Работа с этим модулем требует вывода из HD-модуля пространственных и временных данных о расходах, уровнях воды и скорости потока. [c.307]

В-третьих, изучая макроскопическую кинетику химических реакций, мы можем получить ценные сведения и о законах самих процессов переноса вещества и тепла, и прежде всего процессов конвективной диффузии, которые удобнее всего изучать именно в связи с химическими процессами [3, 9]. [c.8]

Для систем жидкость—жидкость в последнее время установлено, что массопередача может происходить нетолько путем диффузии, но также и путем спонтанно проходящих перемещений, называемых спонтанной межфазной турбулентностью или спонтанной поверхностной активностью. В случае появления спонтанной турбулентности массопередача между фазами проходит значительно интенсивнее, чем это следует из законов молекулярной диффузии, но в отличие от конвективной диффузии межфазная турбулентность возникает спонтанно без малейшего перемешивания жидкости извне. [c.56]

Исходя из общей формулы для функции макрораспределения (VI.78), можно вычислить также высшие моменты продольного и поперечного распределений примеси и найти значения высших семиинвариантов, характеризующих отклонение формы макрораспределения от нормального закона, соответствующего решению уравнения конвективной диффузии (У1.87). Такое исследование показывает, что установление нормального распределения концентрации примеси вещества замедляется под действием тех же причин, которые приводят к повышенным значениям эффективного коэффициента продольной диффузии. [c.241]

Конвективная диффузия. Согласно закону конвективной диф-с )узии, количество вещества М, переданного в единицу времени из фазы к поверхности раздела фаз, пропорционально поверхности фазового контакта с1Р и разности концентраций в потоке Сф и на граиице раздела фаз С р, т. е. [c.222]

Основной закон массоотдачи, или конвективной диффузии, был впервые обнаружен Щукаревым при изучении кинетики растворения твердых тел. Нелишне заметить, что этот закон япляетея, в определенной мере, аналогом закона охлаждения твердого тела, сформулированного Ньютоном (как законы Фика являются аналогами законов теплопроводности, сформулированных Фурье). [c.266]

С движением слоев веществ (конвективная диффузия). Поэтому распределение концентрации у поверхности раздела фаз не должно подчиняться линейному закону. Несмотря на то что уравнение (18.6) часто выполняется, определенная с его помощью величина 6 = О/к не соответствует действительному околоповерх-ностному слою и может быть названа лищь эффективной толщиной диффузионного слоя. Она равна толщине воображаемого диффузионного слоя, который обеспечивал бы доставку веществ к поверхности раздела фаз лишь путем молекулярной диффузии. Эффективная толщина диффузионного слоя зависит от характера движения перемешиваемых фаз (отсутствие или наличие завихрений, скорости перемешивания) и от свойств веществ. [c.323]

При конструировании хемотронов-датчиков, преобразующих различные механические воздействия в электрические сигналы, используются законы конвективной диффузии. Датчики устроены таким образом, что механическое воздействие приводит к движению раствора около индикаторного электрода и к соответствующему увеличению тока в его цепи. Схема датчика приведена на [c.221]

Анализ схемы (VIII) в сочетании с общими законами распределения тока в разветвленных цепях (законы Кирхгофа) и уравнениями конвективной диффузии дает следующие два соотношения [c.343]

В зависимости от причин, которые вызывают тангенциальные движения поверхности ртутной капли, полярографические максимумы делят на максимумы 1, 2, и 3-го рода. Причиной полярографических максимумов 1-го рода является неравномерность поляризации и не-равкомериость подачи восстанавливающегося вещества. В 1965 г. де Леви показал, что основная причина неравномерного распределения плотности тока при возникновении максимумов 1-го рода — неравномерность подачи восстанавливающегося вещества к ртутной капле вследствие эксцентричного характера ее роста. Такой характер роста капли является результатом двух процессов радиального расширения капли и дополнительного перемещения центра капли вниз (см. рис. 4.8, б). Как показал де Леви, в этих условиях плотность тока у дна капли больше плотности тока у ее шейки приблизительно в два раза, что связано с большей скоростью движения растягивающейся поверхности навстречу потоку диффузии именно в нижней части капли. Таким образом, эксцентричный характер роста капли вызывает неравномерное распределение плотности тока на капле, которое в обычных условиях усиливается за счет экранирования верхней части капли срезом капилляра. В разбавленных растворах неравномерное распределение тока вызывает заметное омическое падение потенциала между отдельными участками поверхности, т. е. неравномерную поляризацию. Так как разным потенциалам соответствуют различные значения пограничного натяжения, то вдоль поверхности капли возникает градиент пограничного натяжения, который и приводит к тангенциальным движениям поверхности ртути. Тангенциальные движения вызывают размешивание раствора, что, в согласии с законами конвективной диффузии, ведет к резкому возрастанию тока. [c.230]

Дальнейшие исследования показали, что теория Нернста не вполне соответствует действительности. Вычисленная на основе рассмотренных формул толщина диффузионного слоя б оказалась настол1,ко большой (порядка миллиона молекулярных слоев), что нельзя считать его невовлекаемым в процесс перемешивания. В действительности перенос вещества между поверхностью раздела фаз и их внутренними участками обеспечивается не только молекулярной диффузией, но и конвекцией, связанной с движением слоев вещества (конвективная диффузия). Поэтому распределение концентрации в слое у поверхности раздела фаз не должно подчиняться линейному закону. Кроме того, несмотря на то что формула (XIХ.15) во многих случаях практически выполняется, входящая в постоянную к = величина б не имеет определенного физического смысла и не соответствует действительному око-лоповерхностному слою она может быть названа лишь эффективной толщиной диффузионного слоя. Величина б равка толщине воображаемого диффузионного слоя, который в соответствии с изложенными взглядами Нернста обеспечивал бы доставку веществ к поверхности раздела фаз лишь путем молекулярной диффузии. Расчеты, проведенные для отдельных случаев конвективной диффузии, показали, что эффективная толщина диффузионного слоя зависит от характера движения перемешиваемых фаз (отсутствие или наличие завихрений, скорости перемешивания) и от свойств веществ. [c.263]

Общее решение будем искать в виде, справедливом как для стационарных, так и нестационарных электродов, т.е. площадь поверхности индикаторного электрода А изменяется по произвольному закону или постоянна. Поскольку классическая форма РКЭ близка к шарообразной, будем считать, что его поверхность является сферической и равнодоступной для диффундирующих частиц деполяризатора с постоянной по поверхности плотностью тока. При этом центр сферы РКЭ неподвижен, а ее радиус г = А/4к. Будем считать также, что в общем случае движение частиц элек-троакгивного вещества определяется конвективной диффузией, так как рост ртутного капающего электрода вызывает радиальное дви-жение раствора. [c.270]

С движением слоев веществ (конвективная диффузия) Поэтому распределение концентрации у поверхности раздела фаз не дол жно подчиняться линейному закону Несмотря на то что уравне ние (18 6) часто выполняется, определенная с его помощью ве личина й О/к не соответствует действительному околоповерх костному слою и может быть названа лишь эффективной тол щиной диффузионного слоя Она равна толщине воображаемого диффузионного слоя который обеспечивал бы доставку веществ к поверхности раздела фаз лишь путем молекулярной диффу зии Эффективная толщина диффузионного слоя зависит от ха рактера движения перемешиваемых фаз (отсутствие или наличие завихрений скорости перемешивания) и от свойств веществ Диффузия у поверхности реальных твердых тел зависит от ее шероховатости Кроме внешней диффузшг происходящей в при легающем к твердому телу слое жидкости или газа происходит внутренняя диффузия в порах поверхности Характер внутренней диффузии зависит от количества формы и размера пор Для реакции протекающей в диффузионнои области в зависимости от температуры перемешивания и строения поверхности роль лимитирующеи стадии может выполнять как внешняя так и внутренняя диффузия [c.323]