Диффузия в многокомпонентных смесях жидкостей

Несколько основных понятий, относящихся к диффузии в многокомпонентных смесях жидкостей (см. раздел 11.13), можно использовать также для газовых смесей. Одной из проблем, связанных с диффузией в жидкостях, является то, что даже бинарные коэффициенты диффузии очень часто зависят от состава. Следовательно, для многокомпонентной смеси жидкостей трудно получить численные значения коэффициентов диффузии, связывающих потоки с концентрационными градиентами. [c.485]

ДИФФУЗИЯ в МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЯХ ЖИДКОСТЕЙ [c.503]

Исследование диффузии в многокомпонентных парогазовых системах. Вычисление коэффициентов многокомпонентной диффузии по результатам измерений предусматривает знание плотностей молекулярных потоков и градиентов концентраций компонентов смеси. Определение плотностей молекулярных потоков производилось стандартным методом Стефана. Экспериментальная установка подробно описана в [1]. Одним из граничных условий метода Стефана является требование постоянства концентрации насыщенных паров над поверхностью испаряющейся жидкости. Следовательно, в диффузионную ячейку необходимо заливать смеси, составы которых при испарении в какой-либо газ практически не меняются. [c.46]

В бинарной смеси жидкостей, как показано в разделах 11,2 и 11,9, один коэф фициент диффузии был достаточен для выражения пропорциональности между потоком и концентрационным градиентом. В многокомпонентных системах ситуация более сложна, и поток данного компонента зависит от градиентов п — 1 компонента. Например, в тройной системе А, В и С поток компонента А может быть представлен следующим образом [c.503]

Уравнение диффузии стационарного пограничного слоя. Рассмотрим стационарное обтекание тела, на поверхности которого происходит массообмен с жидкостью. Если в переносимом веществе содержатся компоненты, химически отличные от жидкости во внешнем течении, то в потоке возникают градиенты концентрации. В общем случае в результирующей смеси может находиться любое число химических компонентов, и каждый из них в соответствии с законом Фика [уравнение (3-15)] стремится диффундировать в направлении, противоположном собственному градиенту концентрации (о применимости закона Фика для определения скорости диффузии в многокомпонентных смесях см. замечания в гл. 3). Различные компоненты смеси могут, кроме того, вступать в химические реакции, образуя новые соединения. Следовательно, в любой точке исследуемого течения могут образовываться или распадаться отдельные компоненты смеси, что также приводит к появлению градиентов концентрации. Таким образом, при химических реакциях в жидкости диффузия может происходить даже при отсутствии массопереноса на поверхности гела. [c.43]

Вместе с тем, оценивая в целом состояние проблемы замыкания первого порядка, следует признать, что в настоящее время фактически не существует общей феноменологической теории турбулентной теплопроводности и турбулентной диффузии для многокомпонентных смесей. Используемые в литературе градиентные соотношения (см., например, Монин, Яглом 1965 Ван Мигем, 1977 Лапин, Стрелец, 1989)) не обладают достаточной общностью и получены, в основном, для однородной жидкости, причем либо для турбулентных потоков с четко выраженным доминирующим направлением, либо при сильных и не всегда оправданных предположениях, таких, например, как равенство путей смешения для процессов турбулентного переноса количества движения, тепла или вещества пассивной примеси (см. 3.3). В связи с этим, возникает необходимость рассмотрения других подходов к проблеме замыкания гидродинамических уравнений среднего движения смеси на уровне моделей первого порядка, например, в рамках термодинамического подхода к теории турбулентности сжимаемого газового континуума. Так, онзагеровский формализм неравновесной термодинамики позволяет получить наиболее общую структуру реологических соотношений для турбулентных потоков диффузии и тепла в многокомпонентной смеси, в том числе, в виде обобщенных соотношений Стефана-Максвелла для турбулентной многокомпонентной диффузии и соответствующего им выражения для [c.209]

Уравнения турбулентного пограничного слоя для многокомпонентной меси реагирующих газов можно найти, например, в уже цитированной выше монографии Б. Дорранса. Эта система уравнений, так же как и более простая система уравнений турбулентного пограничного слоя в несжимаемой однородной жидкости, является незамкнутой. Действительно, lipoMe обычных неизвестных (скорости, давления, плотности, темпера- гуры или энтальпии, концентраций), число которых соответствует числу уравнений, в ней содержатся еще неизвестные коэффициенты турбулентного переноса (коэффициенты турбулентной вязкости, теплопроводности и диффузии). В настоящее время едва ли не единственно возможным путем замыкания системы уравнений турбулентного пограничного слоя в многокомпонентной смеси реагирующих тазов является путь обобщения. < уществующих полуэмпирических теорий турбулентности в несжимаемой я идкости на случаи течения, в которых необходимо учитывать влияние факторов сжимаемости, тепло- и массообмена, химических реакций и т. д-, и еще, конечно, использования известных аналогий Рейнольдса. При таком обобщении вид формул полуэмпирических теорий турбулентности полностью сохраняется и только плотность считается переменной величиной, зависящей от давления и те1№ературы. [c.539]

В случае многокомпонентной смеси необходимо учесть перенос знтлльиии молекулярной диффузией В жидкостях этот перенос несуществен и обычно не учитывается. В газовых смесях он происходит интенсивнее, хотя и в последнем случае его величина во многих задачах может быт -, мала по сравнению с переносом теплоты конвекцией и теилопроводнс тью. [c.24]

Мы начнем с вывода осредненных дифференциальных уравнений баланса вещества, количества движения и энергии (опорный базис модели), предназначенных для описания развитых турбулентных течений многокомпонентной смеси химически активных газов, и проанализируем физический смысл отдельных членов этих уравнений ( ЗЛ). Особое внимание будет уделено выводу (традиционным способом, основанном на понятии пути смешения) замыкающих реологических соотношений для турбулентных потоков диффузии, тепла и тензора турбулентных напряжений Рейнольдса ( 3.3). Прогресс в развитии и применении полуэмпирических моделей турбулентности первого порядка замыкания (так называемых градиентных моделей) для однородной сжимаемой жидкости (см., например, Таунсенд, 1959 Бруяцкий, 1986 Ван Мигем, 1977)) позволил получить обобщения некоторых из подобных моделей на важный для целей геофизики и аэрономии случай свободных стратифицированных течений многокомпонентной реагирующей смеси с поперечным сдвигом скорости Маров, Колесниченко, 1987). [c.114]

Представление турбулизованного многокомпонентного континуума в виде термодинамического комплекса, состоящего из двух подсистем - подсистемы осредненного движения (осредненного молекулярного и турбулентного хаоса) и подсистемы пульсационного движения (турбулентного хаоса, турбулентной над-структуры Невзглядов,1945 а, б)) позволяет тогда получить необходимые реологические соотношения для турбулентных потоков диффузии, тепла и тензора турбулентных напряжений, обобщающие на случай многокомпонентных смесей соответствующие результаты гидродинамики однородной жидкости Колесниченко, Маров, 1984). [c.210]

В рамках феноменологической теории турбулентности многокомпонентного химически активного газового континуума рассмотрен термодинамический подход к замыканию гидродинамических уравнений осредненного движения на уровне моделей первого порядка, позволивший найти более общие выражения для турбулентных потоков в многокомпонентной среде, чем те, которые выводятся с использованием понятия пути смешения. Представление турбулизованного континуума в виде термодинамического комплекса, состоящего из двух подсистем - подсистемы среднего движения (осредненного молекулярного и турбулентного хаоса) и подсистемы пульсационного движения (турбулентной надструктуры) дало возможность получить при использовании методов неравновесной термодинамики реологические соотношения для турбулентных потоков диффузии, тепла и количества движения, обобщающие на случай многокомпонентных смесей соответствующие результаты гидродинамики однородной жидкости. [c.233]

Многокомпонентные коэффициенты диффузии. Удобных и простых методов расчета многокомпонентных коэффициентов диффузии в жидкостях вообще не существует. Куллинан [39, 44] ) обсудил возможность видоизменения корреляции Вайнеса [уравнение (11.11,3)] для тройных систем, но необходимость обширных термодинамических данных по активности для смеси резко ограничивает [c.504]

Площадка пересекает как твердую, так и подвижные фазы. При изучении сложных фильтрационных процессов возникает необходимость в построении моделей многофазных (гетерогенных) систем, в которых каждая фаза, в свою очередь, моделируется многокомпонентной гомогенной смесью. При этом между компонентами возможны химические реакции, переход компонентов из одной фазы в другую, процессы адсорбции, диффузии и др. При совместном течении двух фаз в пористой среде, по крайней мере, одна из них образует систему, граничащую со скелетом породы и частично с другой жидкостью. Из-за избирательного смачивания твердой породы одной из жидкостей площадь контакта каждой из фаз со скелетом пористой среды значительно превышает площадь контакта фаз между собой. Это позволяет предположить, что каждая фаза движется по занятым ею норовым каналам под действием своего давления независимо от других фаз, то есть так, как если бы она была ограничена только твердыми стенками. При этом, естественно, сопротивление, испытываемое каждой фазой при совместном течении, отлично от того, которое было бы при фильтрации только одной из них. Опыты показывают, что расход каждой фазы растет с увеличением насыщенности и градиента давления. Закон фильтрации каждой из фаз при учете силы тяжести по аналогии с законом Дарси можно записать в следующем виде [c.64]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...