Диффузия конвективная

Таким образом, были получены новые экспериментальные данные по -скорости диффузии в газах при высоких давлениях, обнаружены новые интересные факты, связанные с влиянием критической точки на кинетическое поведение систем, а именно невозможность даже формального применения закона Фика, факт неизбежного сопровождения молекулярной диффузии конвективным перемещением всей массы газа и, наконец, резкое замедление диффузии вблизи критической точки равновесия жидкость — пар. [c.141]

Конвективный массообмен — массообмен, обусловленный совместным действием конвективного переноса вещества (массы) и диффузии. Конвективный массообмен между движущейся средой и поверхностью ее раздела с другой средой (твердым телом, жидкостью или газом) называется массоотдачей. [c.129]

При толщине диффузионного слоя б (расстояние,-на котором с претерпевает линейное изменение от Со до с — рис. 142) и разности концентраций — с, предполагая молекулярную диффузию в слое толщиной б и конвективный перенос в остальном объеме [c.206]

Конвективная диффузия [диффузия в движущейся жидкости) [c.207]

Совокупность обоих этих процессов называют конвективной диффузией вещества в жидкости. [c.208]

Более воспроизводимые результаты получаются для перемешиваемой с определенной контролируемой скоростью жидкости и, в частности, для вращающегося дискового электрода, для которого и была в первую очередь сформулирована теория конвективной диффузии. [c.209]

Таким образом, в граничном слое Прандтля при наличии в нем градиента концентрации массоперенос осуществляется двумя разными параллельно протекающими путями. Суммарная скорость процесса массопереноса определяется скоростью протекания каждого элементарного процесса переноса. Если, однако,торможение одного из этих параллельных процессов значительно меньше торможения другого, то суммарная скорость массопереноса определяется в основном скоростью этого наименее заторможенного, т. е. быстрого, процесса переноса. Скорость конвективного массопереноса в граничном слое Прандтля снижается по мере уменьшения скорости движения v в нем жидкости (см. рис. 143) и его роль в определении суммарной скорости массопереноса тоже уменьшается, а роль молекулярной диффузии возрастает. Начиная с какого-то расстояния от твердой поверхности б молекулярный перенос вещества становится преобладающим по сравнению с конвективным переносом, который преобладает в части слоя Прандтля (77 — б). [c.209]

Теория конвективной диффузии учитывает молекулярную диффузию, идущую как поперек слоя, так и в тангенциальном направлении, вдоль него, и дает для толщины диффузионного слоя следующее уравнение [c.210]

В случае турбулентного режима движения на границе фаз перенос вещества осуществляется не только вследствие молекулярной диффузии, но и вследствие интенсивного перемешивания отдельных фаз. Такую диффузию называют конвективной, или молярной. [c.500]

Перенос вещества в дисперсной системе газ—жидкость является следствием отсутствия равновесия как внутри каждой фазы, так и па поверхности раздела фаз. В рамках предположений о характерных масштабах изменения. макроскопических величин в системе газ—жидкость, сделанных в предыдущем разделе, массоперенос внутри каждой фазы можно описывать уравнением конвективной диффузии, отражающим закон сохранения массы [c.13]

При отсутствии стоков (источников) вещества ту = 0 и уравнение конвективной диффузии по форме становится подобным уравнению теплопроводности (1.3. 3) [c.13]

Отметим, что в отличие от систем жидкость—твердое тело, газ—твердое тело в рассматриваемых газожидкостных системах сама поверхность раздела фаз (г, I) является величиной, изменяющейся во времени и пространстве. Поскольку процессы массо-переноса протекают в обеих фазах, в математическую постановку задачи массопереноса в системах газ—жидкость включаются уравнения переноса в обеих фазах с нелинейными граничными условиями. Изменение поверхности раздела фаз в процессе массопереноса влечет за собой изменение гидродинамических характеристик системы, а именно поля скоростей V (г, 1) вблизи межфазной поверхности. Однако, как это видно из уравнения конвективной диффузии, вектор поля скорости входит в левую часть (1. 4.. 3), следовательно, изменение скорости V вызовет и изменение распределения концентрации целевого компонента с (г, I) вблизи поверхности. Таким образом, в общем случае необходимо решать самосогласованную задачу тепломассопереноса и гидродинамики. [c.15]

Соотношение (3.3.3) представляет собой уравненпе материального баланса ПАВ, физический смысл которого заключается в том, что количество ПАВ, которое попадает на межфазную поверхность, равно изменению количества ПАВ на поверхности. Это изменение обусловлено нестационарностью процесса переноса ПАВ, наличием конвективной и молекулярной диффузии ПАВ вдоль поверхности раздела фаз п изменением коэффициента поверхностного натяжения. [c.104]

Как известно, перенос вещества в газовой фазе описывается уравнением конвективной диффузии (1. 4. 3), которое в сферической системе координат имеет вид [c.237]

В соответствии с предположением Ре -> оэ можно утверждать, что вдоль линий тока целевой компонент переносится в основном за счет конвективного механизма, а в направлении, перпендикулярном линиям тока, перенос целевого компонента осуществляется за счет молекулярной диффузии. Следовательно, выравнивание концентрации целевого компонента вдоль линий тока происходит [c.239]

Для того чтобы записать уравнение конвективной диффузии (6. 1. 1) в криволинейной системе координат ( , I), рассмотрим [c.241]

Рассмотрим постановку и решение задачи о переносе целевого компонента к поверхности сферического газового пузырька при условии, что значение критериев Пекле и Рейнольдса близки к нулю. Если в уравнении конвективной диффузии (1. 4. 3) положить Ре = 0, т. е. полностью пренебречь конвективными членами по сравнению с диффузионными, то получим уравнение нестационарной диффузии в неподвижной среде [c.244]

Массоперенос в рассматриваемом случае описывается уравнением стационарной конвективной диффузии [c.245]

Решение уравнения (6. 2. 13) с краевыми условиями (6. 2. 14), (6. 2. 15) может быть найдено при помощи метода сращиваемых асимптотических разложений [12], подробно изложенного в разд. 2. 3 при решении задачи об обтекании газового пузырька жидкостью при малых, но конечных числах Ве. Разобьем область течения жидкости на две области внешнюю, в которой нельзя пренебречь конвективными членами уравнения диффузии (Ре г 1), и внутреннюю, в которой конвективные члены уравнения диффузии (6. 2. 13) несущественны (Ре г < 1). Асимптотическое разложение поля концентрации целевого компонента во внутренней области будем искать в виде ряда [c.246]

Уравнение конвективной диффузии, описывающее массоперенос в диффузионном пограничном слое в переменных (6. 4. 9), (6. 4. 10), преобразуется к виду [c.255]

Будем считать, что как характер протекания химической реакции, так и конвективно-диффузионный механизм переноса целевого компонента оказывают существенное влияние на скорость массообмена. Будем также предполагать, что основное сопротивление массопереносу сосредоточено в дисперсной фазе. Уравнение конвективной диффузии целевого компонента внутри газового пузырька имеет в этом случае вид (1. 4. 2). Если необратимая химическая реакция является реакцией первого порядка, то удельная обведшая мощность стока целевого компонента определяется при помощи следующей форму.лы [c.263]

Уравнение конвективной диффузии в это.м случае имеет вид, аналогичный (6. 3. 4) [c.266]

Подставив (6. 9. 1), (6. 9. 2) в уравнение конвективной диффузии (6. 4. 1), получим [c.289]

В настоящем разделе в рамках ячеечной модели (см. разд. 3.3) будут рассмотрены постановка и решение задачи о массообмене между пузырьком газа и жидкостью в условиях стесненного обтекания. Как и в разд. 3.3, будем предполагать, что все пузырьки газа являются одинаковыми, сферическими, значения критериев Ре и Ве удовлетворяют следующим условиям Ре 1. Ве 1. В этом случае вблизи поверхности газовых пузырьков образуется тонкий диффузионный пограничный слой, в пределах которого в основном осуществляется перенос целевого компонента (см..раздел 6.3). Уравнение конвективной диффузии тогда имеет вид (б. 4. 23) [c.296]

В результате уравнение конвективной диффузии в переменных ( , ) примет следующий вид [c.297]

В случае стационарного массообмена уравнение конвективной диффузии имеет обычный вид (6. 2. 12) [c.300]

Процесс образования и роста зародыша сопровождается разделительной диф фузией в жидкой фазе (на межфазной границе), выравнивающей диффузией в твердой фазе, а в ряде случаев и конвективными потоками в жидкости, также выравнивающими ее состав. [c.442]

В условиях медленного протекания процесса затвердевания вследствие диффузии, а также конвективного перемешивания растворенная примесь частично отводится от поверхности раздела. В результате устанавливается некоторая пограничная концентрация, обеспечивающая рост твердой фазы. При малых скоростях кристаллизации межфазная выравнивающая диффузия проходит полностью и состав жидкой и твердой фаз будет идентичен. [c.456]

В реальных условиях кристаллизации сварных швов, даже в случае сварки на мягких режимах, диффузия в твердую фазу незначительна и поэтому полного выравнивания концентраций не происходит. Значительно большее значение имеет процесс отвода примеси из зоны концентрационного уплотнения в жидкую фазу. Скорость протекания этого процесса зависит от температуры расплава, свойств примеси и жидкой фазы, а также от внешних воздействий — конвективного, электромагнитного или механического перемешивания. [c.456]

Для реальных значений коэффициента теплопроводности различных веществ число Прандтля не достигает тех больших значений, для которых мог бы иметь место этот предельный закон. Такие законы, однако, могут быть применены к конвективной диффузии, описывающейся темн же уравнениями, что и конвективная теплопередача, причем роль температуры играет концентрация растворенного вещества, роль теплового потока — поток этого вещества, а диффузионное число Прандтля определяется как Ро = v/D, где Д — коэффициент диффузии. Так, для растворов в воде и сходных жидкостях число Pd достигает значений порядка 10 , а для растворов в очень вязких растворителях — 10 и более. [c.301]

Величины эффективных коэффициентов вязкости 1 эфф и теплопроводности Хэфф в уравнениях (1.8), (1.15), (1.10), (1.16) учитьшают все механизмы обмена в пучке витых труб турбулентную диффузию, конвективный перенос, обусловленный вихревым движением в ячейках пучка, и организованный перенос по винтовым каналам труб. Величины г эфф и Хэфф выражаются через эффективный коэффициент диффузии В(, принимая, что турбулентные числа Льюиса и Прандтля равны единице [c.17]

Особенно большой температурный градиент в жидком металле создается в период формирования поверхностной мелкокристаллической зоны. В сочетании с высоким коэффициентом диффузии конвективные потоки обеспечивают обильное питание фронта кристаллизации жидким металлом и интенсивный отвод оттесненных макро- и мнкроиримесей. Это положение подтверждается минимальным количеством неметаллических и газовых включений в поверхностном слое отливки (рис. 40). [c.53]

Движение жидкости относительно электрода стабилизирует толщину диффузионного слоя б и делает ее меньше, что соответствует конвективной диффузии, т. е. диффузии в движущейся жидкости. Увеличение скорости перемещения жидкости приводит к ускорению диффузии. Теория диффузии в движущейся жидкости разрабатывалась в работах ряда исследователей (Д. А. Франк-Каменецкого, Зйкена, В. Г. Левича) и была сформулирована [c.207]

Переход вещества из одной фазы в другую путем молекулярной и конвективной, диффузий называют массообменом, или массопе-редачей. Последняя протекает до тех пор, пока не установится подвижное фазовое равновесие, при котором из одной фазы в другую переходит столько молекул, сколько из второй в первую. [c.500]

Значение коэффициента поверхностного натяжения 2 сильно зависит от присутствия малых количеств так называемых поверх-ностно-активных веществ (ПАВ) на границе раздела фаз. При обтекании капель и пузырьков концентрация ПАВ вдоль их границы может быть переменной из-за их конвективной диффузии. В результате вдоль границы образуется градиент поверхностного ватяжения, что приводит к появлению касательных напряжений (см. (2.1.22)) и приближает свойства поверхности капель и пузырьков к твердой поверхности. Поэтому в не очень очищенных [c.255]

В качестве начального условия к уравнению (1. 4. 3) обычно задают известное распределение концентрации целевого компонента l ,t = 0). Граничные условия должны формулироваться в зависимости от конкретного характера задачи они определяют значения концентраций целевого компонента па некоторых поверхностях, ограничивающих область пространства, занятую одной нз фаз. Напол1Н1ш основные виды граничных, условпй для уравнения конвективной диффузии. Условиями первого рода на поверхности задается значение самой концентрации [c.14]

Рассмотрим сначала задачу о стационарном массообмене между жидкостью и газовым пузырьком, форма которого слабо отличается от сферической. Буде.м предполагать Ре 1. Поскольку толщина диффузионного пограничного слоя 8 много меньше радиуса кривизны пузырька, можно рассмотреть уравнение конвективной диффузии внутри пограничного слоя, предполагая, что межфазная поверхность на расстояниях порядка является п.лоской. Выберем систему координат так, как это показано на рис. 79. Обозначим соответствующие компоненты скорости жидкости и Уравнение стационарной конвективной диффузии внутри"пограничного слоя в этом случае имеет следующий вид [c.254]

Во второй главе в разд. 2.9 была решена задача о движении газового пузырька в жидкости при наличии однородного постоянного электрического поля. Используя результаты решения этой задачи в соответствии с [97], в данном разделе будет дан теоретический анализ процесса массообмена между пузырьком газа и жидкостью при тех же условиях движения фаз. Будем предполагать, что концентрация целевого компонента сначала была постоянной и однородной величиной в обеих фазах. В момент времени =0 на бесконечном удалении от поверхности пузырька концентрация целевого компонента в жидкости скачком изменилась. Как и в разд. 6.3, будем считать, что основное сопротивление мас-сопереносу сосредоточено в тонком пограничном слое вблизи поверхности газового пузырька. В этом случае уравнение конвективной диффузии будет иметь вид (6. 3. 4) [c.271]

Аналогичное уравнение конвективной диффузии можно записать для области пространства внутри газового пузырька, если выполняется предположение о том, что значение критерия Рер велико и внутри газового пузырька основное сопротивление мас-сопереносу также сосредоточено внутри тонкого диффузионного пограничного слоя. [c.272]

На рис. 82 показана зависимость Sh (т) для различнйх значений параметра W, рассчитанная при помощи соотношения (6. 7. 30). Величина интеграла / (х) была определена путем численного интегрирования по методу Гаусса [97]. Из рис. 82 видно, что при X XI значение потока целевого компонента на межфазной поверхности стремится к квазистационарному для всех значений параметра W. Влияние конвективной диффузии на величину потока становится заметным лишь после достаточного времени контакта между жидкостью и газовым пузырьком. При этом величина вклада конвективной диффузии в массоперенос зависит от значения W. [c.276]

Для нахождения диффузионного потока целевого компонента на поверхности газового пузырька рассмотрим уравнение конвективной диффузии (6. 4. 1). Будем считать, что процесс массопере-носа является установившимся. Предположим, что значение критерия Ре достаточно велико. Тогда толщина диффузионного пограничного слоя на поверхности газового пузырька мала. Выберем систему координат так, как это показано на рис. 79. С учетом сделанных предположений можно записать приближенные равенства [c.289]

В данном разделе будет дан теоретический анализ процесса тепломассообмена между сферическими пузырьками газа и обтекающей их жидкостью. В общем случае газовые пузырьки имеют различный размер. Для упрощения задачи без ограничения общности будем предполагать, что все пузырьки имеют одинаковый среднестатистический радиус i . Уравнения конвективной диффузии и теплопроводности в газовой фазе в данном случае имеют видд(1. 4. 3), (1. 3. 3) [c.312]

В работе В. Н. Николаевского, М. Д. Розенберга (39 исследовано движение в пористой среде двух взаиморастворимых жидкостей и показано, что одномерная фильтрация двух взаиморастворимых несжимаемых жидкостей при вязкости и плотности раствора, зависящих от концентрации, может быть описана обычным уравнением конвективной диффузии, в котором вязкость и плотность считаются постоянными. [c.11]

Кроме того, приводится решение уравнения конвективной диффузии для иолуограниченного тела при граничных условиях первою рода и для тела конечной длины при условиях первого и третьего рода. [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...