Эффект термодиффузии

Рассмотрим течение многокомпонентного газа, являющееся сложением двух течений основного, вызываемого движением подвижной плоскости, и дополнительного, осуществляемого посредством вдува многокомпонентного газа, содержащего п компонентов, через неподвижную поверхность по нормали к ней. Подвижная поверхность также проницаемая. Всего в смеси N компонентов N > п). Если пренебречь эффектом термодиффузии и не рассматривать химические реакции, то течение можно описать следующей системой обыкновенных дифференциальных уравнений [c.274]

Время т, пренебрежимо мало по сравнению со временем теплового воздействия на продукт [23], а это приводит к дифференциальному уравнению параболического типа. Налагающиеся на основной процесс эффекты термодиффузии и диффузионной теплопроводности можно учесть, изме-н. . эффективные значения X и а, что будет являться предметом коррекции этих величин. [c.45]

Эффекты бародиффузии обычно на практике совершенно незначительны и могут не приниматься в расчет. Эффекты термодиффузии в газовых смесях могут оказывать заметное влияние лишь при существенно различной массе молекул компонентов смеси (например, смесь водород-фреон и т.п.), значительных температурных градиентах и средних концентрациях компонентов. На практике все эти условия одновременно выполняются редко. Поэтому обычно термодиффузионные эффекты также не рассматриваются. В итоге соотношения (3.269) и (3.270) переходят в соотношения закона концентрационной диффузии — закона Фика [c.263]

Гораздо более интересен случай неизотермической смеси. При этом имеются две причины появления конвективной силы — неоднородности температуры и концентрации, а также два диссипативных механизма — теплопроводность и диффузия. Это приводит к появлению качественно новых эффектов. В отличие от чистой среды, равновесие смеси может оказаться неустойчивым относительно колебательных возмущений. Конкуренция диффузии и теплопроводности приводит к неожиданному результату при определенных условиях оказываются конвективно неустойчивыми такие состояния равновесия, при которых градиент плотности направлен вниз (внизу среда более плотная). Явления сильно осложняются перекрестными кинетическими эффектами — термодиффузией и диффузионной теплопроводностью. [c.217]

К = Уравнение (31.11) дает зависимость К от двух параметров — отношения теплопроводностей й и параметра К, связанного с коэффициентом термодиффузии. Зависимость Н от й и К представлена на рис. 80. Если эффект термодиффузии отсутствует, то коэффициент а, а вместе с ним е и /С равны нулю. При этом квадратная скобка в (31.10) обращается в единицу, у совпадает с обычным числом Рэлея Н, а (31.11) переходит в характеристическое соотношение задачи Остроумова для случая однородной среды ((11.10) п= 1). При нормальной термодиффузии /С > О и, как видно из рисунка, при любом фикси- [c.224]

Если перекрестные эффекты — термодиффузия и диффузионная теплопроводность — несущественны, то характеристическое уравнение (32.3) упрощается, поскольку в этом случае а=0 и, следовательно, обращаются в нуль безразмерные параметры а, е й а/г. Коэффициенты уравнения теперь будут [c.228]

Другие задачи. Хотя общего исследования конвективной устойчивости смеси в полости произвольной формы не производилось, можно думать, однако, что полученные в этом параграфе выводы для плоского вертикального слоя качественно справедливы и в общем случае. Это подтверждается результатами исследования устойчивости в горизонтальном плоском слое и шаровой полости [ ]. В указанных работах не учитывались эффекты термодиффузии и диффузионной теплопроводности ). [c.234]

Уравнения конвективного движения смеси в приближении Буссинеска с учетом перекрестных эффектов - термодиффузии и диффузионной теплопроводности - имеют вид [c.127]

Обсудим сначала течение смеси в слое между вертикальными параллельными плоскостями, непроницаемыми для вещества и поддерживаемыми при постоянных разных температурах в жидкости задан постоянный направленный вертикально вверх градиент концентрации легкой компоненты, создающей потенциально устойчивую продольную стратификацию. Перекрестными эффектами термодиффузии и диффузионной теплопроводности будем пренебрегать. В такой постановке задача устойчивости течения рассматривалась впервые в работе Харта [13]. Однако, как показано в [14], количественные данные, полученные Хартом, ошибочны. Далее в изложении мы следуем работе [14]. [c.127]

Обратимся к обычным уравнениям конвекции бинарной смеси ( 19), добавив в уравнении переноса тепла источник концентрационного типа эффектами термодиффузии и диффузионной теплопроводности будем пренебрегать. Выберем следующие единицы расстояния й, времени [c.193]

Источник массы /может быть обусловлен фазовыми или химическими превращениями. В большинстве случаев эффектами термодиффузии и бародиффузии пренебрегают (К2-= Кр = 0). В этом случае дифференциальное уравнение диффузии приобретает простой вид [c.25]

Несовпадение результатов расчета с экспериментами при подаче легких газов можно объяснить влиянием вторичных эффектов (термодиффузией и диффузионной теплопроводностью). Более детально влияние этих эффектов будет рассмотрено в следующем параграфе. [c.246]

Система уравнений гидродинамики, переноса тепла и примеси в приближении Буссинеска без учета перекрестных кинетических эффектов (термодиффузии и диффузионной теплопроводности [2]) для данной геометрии задачи имеет вид [c.92]

При одновременном протекании двух явлений они, налагаясь друг на друга, вызовут появление новых эффектов. При наложении теплопроводности и электропроводности появляется термоэлектричество, при наложении диффузии и теплопроводности появляется термодиффузия и т. д. [c.235]

Термодиффузия, или эффект Соре, — возникновение градиента концентраций компонентов под влиянием градиента температур. Эффект наблюдается для всех агрегатных состояний вещества. [c.201]

Применение термодиффузии для расчета равновесных термодинамических свойств — новое направление, возникшее в течение последних лет в результате развития неравновесной термодинамики. Ранее термодиффузию использовали в основном как метод разделения жидкостей и газов. О величине эффекта разделения можно получить представление, решив уравнение (8.231) для стационарного состояния, когда У]=0. [c.235]

В случае а конвекционные потоки отсутствуют и реализуется одноступенчатый процесс термодиффузии. При перемене направления температурного градиента (рис. 8.6, б) в системе возникают конвекционные потоки, направленные вверх от горячей поверхности и вниз от холодной, что приводит к ухудшению разделения. Усиление разделительного эффекта достигается созданием в системе поперечного температурного градиента (рис. 8.6,в). Следу- [c.236]

Перенос массы вещества определяется разностью потенциалов мас-сопереноса. Потенциалом диффузионного переноса в газовых смесях является отношение химического потенциала ц к абсолютной темпера-туре (Ёсли пренебречь эффектами термодиффузии и диффузионной теплопроводности, то перенос массы вещества определяется градиентом удельного массссодержания VPiot а молекулярный перенос тепла — градиентом температуры. [c.74]

Для процессов массотеплопереноса можно пренебречь действием силы Х , тогда, не учитывая действия налагающихся эффектов (термодиффузии и диффузионной теплопроводности), можно написать [c.449]

В смесях при наличии градиента температуры в течение характеристического времени происходит частичное разделение компонент. Время возникновения термодиффузии будет превышать время распространения ударных волн. ГТозтому эффектом термодиффузии можно пренебречь в экспериментах с ударными трубами. [c.226]

Исследование влияния скоростей нагрева и охлаждения в циклах на свойства сплава АЛ9 показывает, что наиболее предпочтительно термоциклирование со скоростями 1—1,5 °С/с. Это может быть связано с тем, что при более высоких скоростях материал сравнительно короткое Время пребывает в интервале температур, отвечающем максимальной Диффузионной кодрижности атомов, а при низких скоростях (менее 0,5 С/с) напряжения, вызванные разной теплопроводностью фаз, и зональные термические напряжения понижаются. Кроме того, уменьшается эффект термодиффузии. По этим причинам диффузионные процессы при малых и больших скоростях замедляются. Рост максимальной температуры в циклах в основном повышает уровень свойств, что связано с увеличением глубины растворения фаз. С помощью метода математического планирования экспериментов были разработаны режимы ВТЦО ряда промышленных алюминиевых сплавов [157, 160]. Механические свойства сплавов, обработанных по стандартной технологии, а также по режиму ВТЦО, показаны в табл. 4.2. [c.143]

После определения условий функционирования вольфрамового катода проведены эксперименты с целью определения условии нормальной работы сопла в смешанном газе. Исследовалась возможность его работы на одном смешанном газе без добавки других компонентов. Необходимо отметить, что при использовании чистого водорода для нормальной работы сопла требуется добавка аргона. Соотношение аргона и водорода в смеси составляет 35—40% аргона и 60—65% водорода, т. е- примерно такое же, как соотношение азота и водорода в смешанном газе. Однако атомный вес азота значительно меньше, а теплопроводность больше, чем аргона, Между тем защитное действие тяжелых компонентов газа объясняется так называемым эффектом термодиффузии, который заключается в следующем. В результате высокого градиента температур, доходящего до 10000 градусов на 1 лш, происходит разделение компонентов газовой смеси более тяжелые компоненты концентрируются у холодных стенок сопла, более легжие — вблизи оси дугового столЬа. Это значит, что в случае аргоноводородной смеси аргон, а в случае азотноводородной смеси азот будет концентрироваться вблизи внутренней поверхности сопла. Но так как теплопроводность аргона и азота во много раз ниже теплопроводности водорода, то благодаря перераспределению компонентов газовой смеси у внутренней стенки сопла образуется холодный слой газа. Этот слой газа в результате охлаждения стенок сопла имеет достаточно низкую электро-и теплопроводность, вследствие чего достигается электрическая и тепловая изоляция стенок сопла от столба дуги. Поэтому небольшая добавка аргона обеспечивает надежную тепловую защиту сопла. [c.16]

Проиллюстрируем сказанное на примере смеси паров антрацена с гелием, для которой 77гг/т1=0,022, ао=2,5 а =—26. Экстраполяция а по этим значениям с помощью формулы (5) в область, где Сх не мало, дает для смеси с равным составом привычное значение а=0,4, а для состава С1=1, Сг=0 величину а=0,25. Таким образом, единственная область характеристик смеси, в которой возможно наблюдать значительные эффекты термодиффузии, оказывается для рассматриваемого метода наиболее легко доступной областью, поскольку соединения с высоким молекулярным весом обычно находятся в конденсированном состоянии и обладают малым давлением насыщающих паров. [c.229]

В заключение заметим, что понижение устойчивости вследствие эффекта термодиффузии может оказаться весьма заметным. Так, для водородо-азотной газовой смеси при средней равновесной концентрации водорода 0,05 (42% водорода по объему), согласно оценке [ ], а =0,18 е=0,60 При этих значениях параметров из (31.12) следует К = Ко/2,55, т.е. критическое число Рэлея понижается в два с половиной раза по сравнению с тем значением, которое было бы в случае однородной среды. [c.226]

Задача содержит новый безразмерный параметр, характеризующий эффект термодиффузии е = В случае нормальной термодлффузии а < О, т.е. е > 0 при аномальном эффекте а > О и е < 0. [c.137]

Для бинарной смеси газов или в случае, когда коэффициенты бинарной.диффузии для каждой нары компонент равны между собой, выражение (2.61) упрощается, если эффект термодиффузии и бародиффузии мал. В этом случае можно записать соотношения между диффузным нотокохм и градиентом концентрации в виде закона Фика [c.94]

СОРЕ ЭФФЕКТ, термодиффузия в р-рах. Назван в честь швейц. учёного Ш. Соре ( h. Soret), к-рый первым исследовал термодиффузию (1879). [c.701]

К первой группе эффектов относятся такие, как естественная конвекция, поверхностная конвекция (эффект Марангони), термодиффузия (эффект Савистовского—Смита) и др. [c.7]

Одной из физических причин возникновения конкуренции может служить следствие уменьшения вероятности присоединения частиц к кластерам и наступление момента недостаточности количества выделенной при этом системой теплоты для выполнения принципа взаимности Онзагера или принцип противодействия. Принцип взаимности Онзагера является важным положением теории неравновесных процессов, по которому в результате действия на систему одной какой-либо внешней силы в системе появляются внутренние силы, направленные на компенсацию действия внешней силы. Так, например, наличие в газовой смеси температурного градиента ведет к образованию в системе градиента концентрации (термодиффузия, эффект Соре) и градиента давления, которые стремятся сгладить температурный градиент. Алалогичным образом наложение температурного градиента на проводник, по которому течет электрический ток, вызывает появление дополнительного градиента потенциала (явление Томсона). [c.90]

Эффект Дюфура, или диффузионный термоэффект, представляет собой процесс, обратный термодиффузии. При взаимной диффузии веществ, находившихся при постоянной и одинаковой температуре, в системе возникает градиент температуры. Можно показать, что эффект Дюфура представляет собой локальное проявление теплоты смешения. Последнюю, таким образом, можно рассматривать как усредненный по времени и концентрации диффузионный термоэффект. [c.201]

Важным следствием соотношений (8.233) — (8.236) является то, что в идеальных системах термодиффузия отсутствует (ar = 0), так как для них теплоты смешения равны нулю. Значит, термодиффузия — эффект, который в полной мере определяется неиде-альностью систем. Характеристикой неидеальности может быть производная d G IdxJ , которая, как было показано в гл. 4 (см. (4.172) — (4.173)), не зависит от способа выбора стандартного состояния, либо определенные из концентрационной зависимости [c.233]

Практическое значение термодиффузия приобрела в результате работ Клузиуса и Диккеля, которые предложили усилить разделительный эффект конвекционными потоками. Влияние конвекции можно понять из следующих рассуждений. Пусть мы имеем параллелепипед высотой /, шириной б и толщиной В, заполненный бинарным раствором с мольной долей более легкого компонента х, который должен концентрироваться в более нагретой области с температурой Т (рис. 8.6). [c.236]

Таким образом, под воздействием градиента температуры происходит диффузия частиц. Отметим, что даже если ма сы молекул равны, но различны их газокинетические сечения взаимодействия, то коэффициент термодиффузии отличег от нуля и в холодную область, как и следует из соотношений (3.2.17), (3.2.19), диффундируют молекулы с большим сечением взаимодействия. Строгие расчеты этого эффекта содержатся в Ш. [c.102]

В связи с этим для многокомпонентных реакционноспособных систем элементарная кинетическая теория дает весьма грубые значения коэффициентов переноса. В рамках этой теории невозможно строго описать термодиффузию (эффект Соре), диффузионный термоэффект (эффект Дюфура), а также ряд других эффектов. Диффузионным термоэффектом называют перенос энергии, возникающий вследствие наличия градиентов концентрации компонентов. [c.103]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...