Фурье—Фика законы

Примерами линейных эмпирических определяющих уравнений являются ньютоновский закон вязкости, закон теплопередачи Фурье и закон Фика диффузии массы. Эти соотношения уже рассматривались в разд. 5.1. [c.134]

Первые три члена в (10.59) представляют поток через ограничивающую поверхность системы Й. Для фиксированных граничных значений Т, и Уь как и для исчезающих на границах потоков, эти члены обращаются в нуль. Вторые три члена в (10.59) можно привести к полному дифференциалу, пользуясь обычными феноменологическими законами (законами Фурье, Фика, Ньютона) [c.141]

Формула Фурье, выражающая закон распространения тепла посредством молекулярной теплопроводности, имеет вид, аналогичный закону Фика [c.97]

Уравнения (1.28.5) называются линейными феноменологическими законами. Такого рода законы в их простейшем варианте Ji = давно известны из опыта (законы Фурье, Фика, Ома). Область применения феноменологических законов, строго говоря, ограничена малыми значениями обобщенных сил X . Однако эти законы выполняются и при больших значениях X , если все производные функции (1.28.1), начиная с производных второго порядка, обращаются в нуль. [c.83]

Дифференциальные уравнения. Законы природы, которые управляют течением химически реагирующей жидкости, можно разделить на два класса законы сохранения и законы для потоков. Первый класс включает первый закон термодинамики, принцип сохранения массы и закон сохранения индивидуальных химических элементов второй класс включает закон теплопроводности Фурье и закон диффузии Фика. Здесь будем пользоваться той же системой обозначений и теми же приемами, что и в предыдущей статье Л. 50], и сосредоточим внимание на двух дифференциальных уравнениях для стационарного течения газа со средними скоростями без учета эффектов гравитации, электрического, магнитного и электромагнитного полей. Это дает [c.186]

Сходство механизмов порождает глубокую аналогию между законами теплопроводности и диффузии. Оба процесса описываются аналогичными законами Фурье — Фика [c.91]

Основная количественная закономерность вязкого трения — закон Ньютона полностью аналогичен законам Фурье — Фика (16.1)— [c.93]

Закон Фика Закон Фурье Закон Ньютона [c.14]

Заложив в основу теории тепломассообмена модель сплошной среды, мы тем самым пользуемся термодинамическим методом изучения явлений переноса, т.е. отвлекаемся от внутреннего физического механизма этих явлений и никак не учитываем свойства конкретной среды. Как показывает опыт, интенсивность процессов переноса в различных средах разная. Поэтому наряду с общими законами физики (законом сохранения и превращения энергии, законом сохранения массы, законом сохранения импульса) при составлении математического описания процессов тепломассообмена должны привлекаться эмпирические законы (законы Фурье, Фика, Ньютона), в которых свойства среды учитываются соответствующими коэффициентами переноса. Эти коэффициенты переноса, а также коэффициенты, характеризующие излучение реальной среды, получают либо экспериментально, либо с помощью молекулярно-кинетической или электромагнитной теории, либо методами статистической и квантовой физики. [c.16]

В уравнениях сохранения фигурируют такие величины, как касательное напряжение, тепловой и диффузионный потоки. В случае ламинарного пограничного слоя эти величины выражаются через закон вязкости Ньютона, закон теплопроводности Фурье и закон диффузии Фика. Представляется удобным принимать, что и для турбулентных течений эффективные касательные напряжения, тепловой ноток и т. д. также следуют этим законам с заменой коэффициентов ламинарного переноса на эффективные коэффициенты обмена, которые обычно гораздо больше первых. [c.27]

Частные случаи общего дифференциального уравнения переноса (4.0), отражают линейные законы переноса импульса (Навье-Стокса для вязкой жидкости), массы (Фика для диффузии) и энергии (Фурье). Ко.эффициенты пропорциональности в этих уравнениях известны как динамический [c.150]

Математическая модель формально описывается уравнениями диффузии и теплообмена [76], составленными на основе классических законов Фика и Фурье — Кирхгоффа дС. [c.40]

Это уравнение в специальной литературе известно как второй закон теплопроводности Фурье (аналогично для потока компонентов — второй закон Фика [1]). Уравнение (14-3) имеет довольно сложное решение [2]. Однако в инженерной практике нет необходимости рассматривать поток в трех направлениях, так как обычно преобладают потоки в одном направлении и, следовательно, изменениями по остальным двум координатам можно пренебречь. Может также оказаться, что из-за симметрии градиент в определенных направлениях будет равен нулю. [c.295]

Известно, что для однофазных систем диффузионная модель применима для описания процессов турбулентного обмена. Для данного случая обобщенные законы Фика и Фурье имеют вид [c.148]

Многие физические законы формулируются через понятие о скорости соответствующих процессов. Примерами могут служить скорость теплопередачи (закон Фурье), скорость диффузии (закон Фика), скорость потока жидкости или газа, скорость химической реакции. При помощи понятия о производной некоторые из указанных законов выражаются в весьма простой математической форме. На практике приходится сталкиваться с двумя аспектами этого кру а вопросов [c.384]

Если процесс тормозится транспортом вещества не к внешней, а к внутренней поверхности контакта, например к внутренней поверхности зерен твердого пористого катализатора, то необходимо учитывать скорость тормозящей стадии — внутреннего транспорта. В этом случае модель усложняется, так как концентрации Су и температура изменяются по поверхности контакта в зависимости от радиуса зерна контактного материала Д. Скорость внутреннего транспорта можно описать законами Фика и Фурье, применив эффективный коэффициент внутренней диффузии эф и эффективный коэффициент теплопроводности Хэф. При этом для неподвижного слоя идеального вытеснения можно пользоваться моделью (11.11), изменив уравнения для расчета [c.74]

Без учета закона Стефана феноменологические уравнения (1.187) и (1.188) полностью совпадают с общепринятыми термодинамическими обобщениями законов Фика и Фурье [51], причем [c.66]

По своей структуре закон Фика аналогичен закону Фурье, описывающему передачу тепла теплопроводностью (см. стр. 264), причем аналогом градиента температур является в данном случае градиент концентраций, представляющий собой изменение концентрации диффундирующего вещества на единицу длины нормали между двумя поверхностями постоянных, но различных концентраций. [c.390]

Ус = -ОЧс (закон Фика), ёО/ёх = -Я-УГ (закон Фурье), [c.322]

А. Фик (1855) по аналогии с известным законом теплопроводности Фурье постулировал, что диффузионный поток прямо пропорционален градиенту концентрации вещества в данной части системы. Уравнение, связывающее поток и градиент концентрации, имеет вид [c.136]

Фурье закон теплопроводности (288) — эмпирическое кинетическое уравнение для скорости переноса теплоты под действием градиента температуры. Математически аналогичен закону Фика и закону Ома. [c.316]

Поэтому совершенно естественно предположить, что по крайней мере при малом отклонении от равновесия соотношения между потоками и силами будут линейными и однородными. Эмпирические законы типа закона Фурье для теплового потока или закона Фика для диффузии описываются такой схемой. Линейные законы подобного рода мы будем называть феноменологическими соотношениями и записывать следующим образом [c.43]

Закон Фика устанавливает пропорциональность потока вещества градиенту концентраций. Знак минус указывает на взаимообратную ориентацию векторов градиента и потока — вещество а диффундирует в соответствии с (2.237) из области больших концентраций а в область меньших концентраций этого компонента. Имеется известная аналогия между законом диффузии Фика и законом теплопроводности Фурье (2.2). [c.207]

В рамках этой теории коэффициенты линейной связи не расшифровываются, а вводятся исключительно формально и отражают линейную связь между обобщенными силами и потоками. Что касается явлений переноса, то связь между коэффициентами Онзагера и коэффициентами пропорциональности в эмпирических законах Фурье, Фика, Навье-СЗтокса записывается в виде [c.151]

Термодинамика необратимых процессов не дает теоретических методов расчета феноменологических коэффициентов Их экспериментальное определение и физическое истолкование возможно только на основе феноменологических законов и моделей механики сплошной среды, проверенных на практике. Примерами таких законов для гомогенных систем могут служить законы Фурье, Фика, Соре, Дюфура, Навье—Стокса, Гука и т. п. Что касается процессов на границе раздела фаз, то их термодинамиче- [c.158]

Из выражения (158) в частном случае получаются известные дифференциальные уравнения теплопроводности Фурье, второго закона Фика и т. д. Методы решения дифференциальных уравнений типа (157) разрабатывались Н. А. Бутке-вичюсом 161. [c.161]

Массопередача относится к числу диффузионных процессов. Простейшпм процессом массопередачи является молекулярная диффузия. Законы диффузии были разработаны Фиком в 1855 г. по аналогии с законами теплопроводности Фурье. В 1896 г. Щу-карев [1] впервые использовал уравнение молекулярной диффузии для описания массопередачи применительно к процессу растворения. Им была предложена формула [c.194]

Аппараты с продольным перемешиванием (одноразмерная модель с осевым перемешиванием, однопараметрическая диффузионная модель). Перемешивание в потоке может происходить даже в тех случаях, когда в аппарате нет сцециального перемешивающего устройства. Перемешивание может быть обусловлено встречными диффузионными потоками, различием скорости движения вещества в разных точках поперечного сечения конвекционного потока, появлением турбулентных вихрей . Так как строгий теоретический расчет всех эффектов в отдельности довольно сложен, принимают, что отклонение от потока идеального вытеснения вызывается встречным потоком, описываемым теми ше соотношениями, что и диффузионный, но величину D, заменяют эффективной величиной — коэффициентом продольного перемешивания DiL (его определение см. в главе П1). В этой модели учитывается и тепловой поток за счет теплопроводности. Расчет диффузионного (gio) и теплового (д ) потоков проводится по законам Фика и Фурье [c.57]

В неподвижной среде процессы переноса могут трактоваться как макроскопические, являющиеся результатом статистического усреднения большого числа непрерывно происходя щих микроскопических событий, в которых участвуют определенные элементы среды. Такими элементами могут быть молекулы, ионы, атомы, электроны, фононы или фотоны. Событиями обычно являются столкновения элементов, обусловленные их непрерывным хаотическим движением, происходящим в соответствии с принципом микроскопической обратимости. Феноменологические законы переноса теплоты, массы и импульса были установлены Фурье (теплопроводность), Фиком (диффузия) и Ньютоном (вязкое трение). Эти законы справедливы в том случае, когда выполняются следующие два условия [c.70]

Основным законом, описывающим все типы контактного теплообмена, является закон теплопроводности Фурье (см. уравнение (4) из 2.1.2). Основным законом п теории массопереноса является закон диффузии Фика, описываемый уравиеиием (5) 2.1.2. Это уравнение, однако, применимо только п том случае, когда коэффициенты диффузии всех компопемтов равны, а полный поток массы [c.88]

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]

Целесообразность использования соотношений (III. 52) подтверждается большим числом опытных данных для весьма различных процессов. Для примера можно упомянуть законы Ома о пропорциональности электрического тока градиенту потенциала Фурье о пропорциональности потока теплоты и градиента температуры Фика о пропорциональности потока вещества и градиента концентрации и т. д. На возможность возникновения потока под влиянием несопряженной ему силы указывают такие перекрестные явления как эффекты Соре (возникновение потока вещества под влиянием grad 7"), Дюфура (возникновение потока теплоты под влиянием grade), термоэлектрические эффекты, электрокинетические явления и др. Границы применимости линейных законов для процессов перечисленного типа оказываются, как показывает опыт, весьма широкими. Заметим однако, что в случае химических реакций согласно простым оценкам по закону действующих масс линейные законы достаточно точны лишь при относительно небольших отклонениях от состояния химического равновесия. [c.141]

Математически законы Фика аналогичны ур-ниям теплопроводности Фурье. В основе такой аналогии лежат общие закономерности необратимых процессов перераспределения интенсивных параметров состояния (концентрации, т-ры, давления и др) между разл. частями к -л. системы при стремлении ее к термодинамич. равновесию. При малых отклонениях системы от него эти закономерности описываются линейными соотношениями между потоками физ. величин и термодинамич. силами, т е. градиентами параметров, вызывающими указанные отклонения. В частности, диффузионный поток частиц данного типа, помимо градиентов концентраций частиц каждого типа, может при соответствующих условиях в большей степени определяться градиентами др. интенсивных параметров и внеш. силами. В общем виде связь между потоками и силами описывается феноменологич ур-ниями термодинамики необратимых процессов. Напр, в случае электронейтральной бинарной газовой системы при наличии градиента т-ры сТсх, градиента давления dpjdx и градиента электрич. потенциала 5ф/й,х выражение ддя диффузионного потока частиц с заря- [c.102]

Скорость каждой стадии м 6 выражена феноменологич ур-нием (напр, законом действующих масс для хим р-ции, ур-нием Фика для диффузии, ур-нием Фурье для теплопроводности, ур-нием Ньютона для вязкого течения) или кинетич ур-нием, установленным на основе представлений о механизме процесса Часто эти ур-ния линейны относи- [c.632]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология