Диффузия в бинарной смеси газов

Максвелла, в которые, вместо коэффициентов многокомпонентной диффузии входят коэффициенты диффузии в бинарных смесях газа (2.3.86). [c.240]

ДИФФУЗИЯ в БИНАРНОЙ СМЕСИ ГАЗОВ [c.371]

Диффузия в бинарной смеси газов [c.371]

ДИФФУЗИЯ В БИНАРНОЙ СМЕСИ ГАЗОВ 373 [c.373]

Эффекты диффузии при распространении ударной волны в бинарной смеси газов рассматривались в 5. Однако диффузия в плазме существенным образом отличается от диффузии в смеси нейтральных газов. Дело в том, что малейшее изменение относительной концентрации электронов и ионов, которое приводит к образованию объемных зарядов, поляризации плазмы, сопровождается возникновением мощного электрического поля. Поле препятствует дальнейшей поляризации и сдерживает диффузионный ток электронов. [c.404]

Коэффициент диффузии бинарных смесей газов зависит от природы газов, температуры и давления и почти не зависит от концентрации компонентов. Значения D для бинарных газовых смесей в зависимости от температуры при р=0,101 МПа [c.198]

Явлением диффузии называется процесс установления равновесной концентрации компонентов в смеси газов. Если газ является бинарной смесью или однороден (явление само-диффузии), то количество перенесенной массы компонента смеси (бинарная смесь) или мысленно выделенной группы молекул (само-диффузия) определяется первым законом Фа-ка, который в одномерном случае р = р(. ) имеет вид [c.207]

Поле концентраций в потоке смеси (жидкости или газа) описывается уравнением сохранения массы для отдельных компонентов смеси, которое также называют уравнением диффузии в движущейся среде. Для бинарной смеси при наличии только концентрационной диффузии уравнение сохранения массы для 1-го компонента имеет вид . [c.200]

Формулу для определения динамического коэффициента вязкости смеси газов, предложенную в книге [11], используя рекомендации в этой же книге по вычислению коэффициента диффузии бинарной смеси, можно представить в следующем виде [c.297]

Отметим, что большинство условий автомодельности выполняется, если потребовать, чтобы термодинамические параметры не зависели от координаты в области вне пограничного слоя и на границе тела. Заметим также, что для случая однородного газа при отсутствии химических реакций и для случая равновесного течения бинарной смеси атомов и молекул уравнение диффузии можно не рассматривать, и число условий, необходимых для существования автомодельного решения, значительно уменьшится. Очевидно, что полученные в 12 интегралы уравнений пограничного слоя могут быть использованы при решении системы уравнений (13.17) — (13.19). Соответствующая форма этих интегралов получится после приведения их к безразмерному виду с помощью соотношений (13.1), (13.3)—(13.5). [c.575]

Введение. Прежде чем применять уравнения неразрывности, количества движения и энергии, необходимо определить соответствующие выражения для коэффициентов переноса, которые появляются в членах потока массы, количества движения и энергии в этих уравнениях. Цель этой главы — дать выражения для коэффициентов вязкости, диффузии, теплопроводности разреженных ) газовых смесей и показать, как на эти коэффициенты переноса влияют различные условия, сопутствующие типичным газовым смесям. В этой главе, например, рассматривается и обсуждается изменение коэффициентов переноса диссоциирующей газовой смеси в зависимости от состава или температуры, изменение коэффициентов переноса в зависимости от концентрации компонентов бинарной смеси легкого газа (такого, как На) с более тяжелым газом (таким, как СО). Здесь представлены также кривые и таблицы параметров коэффициентов переноса для того, чтобы проиллюстрировать детали и дать сведения, необходимые для применения уравнений для поверхностного трения и теплопередачи, выведенных в предыдущих главах этой книги. [c.364]

Коэффициент теплопроводности инертной газовой смеси вычисляется по теплопроводности компонентов [19]. Для некоторых веществ коэффициенты бинарной диффузии имеются в [2], но в большинстве случаев их приходится оценивать на основе молекулярной теории строения газов. [c.366]

Составим систему основных уравнений для пограничного слоя газа с жидкостью. Будем считать газ однофазной гомогенной средой и бинарной газопаровой смесью, состоящей из сухого газа и пара той жидкости, с которой он непосредственно контактирует. В отличие от нее поток газожидкостной смеси в целом является двухфазной гетерогенной средой. Но он разделен на области, занятые только газом или только жидкостью, и для этих областей составляются уравнения переноса типа уравнения (1-3). В соответствии с этим уравнением запишем уравнение переноса массы (уравнение диффузии) [c.25]

Диффузионная проницаемость газовой среды характеризуется коэффициентом диффузии Di,2, который в первом приближении, считая молекулы упругими шарами, для бинарной макроскопически неподвижной смеси разреженных газов можно представить выражением [c.418]

В аэрономических исследованиях при моделировании процессов тепло- и массопереноса удобно гшеть подобные определяющие соотношения в виде соотношений Стефана-Максвелла, в которые, вместо многокомпонентных коэффициентов диффузии (для которых кинетическая теория разреженных газов дает чрезвычайно громоздкие расчетные формулы), входят коэффициенты диффузии в бинарных смесях газов. Эти соотношения и соответствующее им выражение для полного потока тепла в многокомпонентной смеси получены в монографии методами термодинамики необратимых процессов с использованием принципа взаимности Онзагера-Казимира. Феноменологический вывод обобщенных соотношений Стефана-Максвелла обосновывает законность их использования с полу эмпирическими выражениями для бинарных коэффициентов диффузии (и коэффициентов термодиффузии), что важно с точки зрения практических приложений, [c.113]

Диффузионный поток определяется следующим образом. Пусть в бинарной смеси газов массовая концентрация одного из компонентов, скажем, легкого, с массой молекул т , равна а. Концентрация второго, тяжелого, компонента с массой молекул тп2 (ТОг > 1) есть 1 — а ). Благодаря диффузии одного газа относительно другого газы обладают различными макроскопическими скоростями. Обозначим их через щ и г 2. Если е — плотность смеси, то полный поток первой компоненты есть ащ, а поток второй е (1 — а) 112. Макроскопическая или гидродинамическая скорость смеси и определяется так, чтобы полный поток массы газа был равен ди (и — импульс единицы массы). Таким образом, ди = = 0ам1 + 0 (1 — а) г 2 или и = ап1 - - (1 — а) Мг- В рамках гидродинамики идеальной жидкости скорости обоих компонентов смеси совпадают и равны и. Потоки компонентов равны дай и Q (I — а) и. [c.372]

Во фронте ударной волны имеются большие градиенты термодинамических величин и, следовательно, возникают благоприятные условия для диффузии частиц и разделения смеси газов, если ударная волна распространяется по смеси. Задача о диффузии в ударной волне, распространяющейся по бинарной смеси газов, рассматривалась С. П. Дьяковым (1954). Физически ясно, что во фронте ударной волны происходит концентрирование легкого компонента смеси. Действительно, в нагретом газе за волной молекулы легкЬго компонента обладают большей тепловой скоростью, чем молекулы тяжелого, и потому они вырываются вперед (в системе координат, где невозмущенная смесь покоится) и несколько опережают молекулы тяжелого газа. Поэтому в передней части фронта ударной волны возникает повышенная концентрация легкого компонента. [c.214]

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]

Шайбеля, для коэффициентов диффузии в бинарных жидких смесях при бесконечном разбавлении 490 Шервуда, для скорости звука в сжатых газах 128 [c.584]

Шайбеля корреляция для коэффициентов диффузии в бинарных жидких смесях при бесконечном разбавлении 490 Шервуда корреляция для скорости звука в сжатых газах 128 Шеффи и Джонсона корреляция для теплопроводности жидкостей 454 Шика и Праусница модификация метода Чью и Праусница для расчета критического объема смеси 139 Шорнхорна корреляция для поверхностного натяжения жидкостей 521 [c.591]

Относительно допущения о бинарности смеси сделаем некоторые пояснения. Согласно кинетической теории газов [Л.2-9] скорость диффузии Vi i-й компоненты в п-компонентной смеси газов определяется [c.35]

Трусделл, 1962) было высказано предположение, что во втором приближении матрица несимметрична (другими словами, по мнению Трусделла соотношения Стефана-Максвелла (2.3.29) не носят универсального термодинамического характера, а являются математическим феноменом, присущим лишь первому приближению теории Чепмена-Энскога). Позднее, в работе Макенфус, 1973) предпринималась попытка получить соотношения (2.3.28) из кинетической теории газов в любом приближении, но был сделан неверный вывод о том, что поправочные множители к бинарным коэффициентам диффузии (учитывающие высшие приближения при разложении возмущенных функций распределения отдельных компонентов в ряды по полиномам Сонина-Лаггера) зависят только от числа приближений теории Чепмена-Энскога и числа N (количество компонентов в системе), но не зависят от самих взаимодействующих компонентов кроме того не был получен явный вид этой поправки. Обобщенные соотношения Стефана-Максвелла и формулы для поправок к бинарным коэффициентам диффузии в любом приближении коэффициентов молекулярного переноса были выведены для частично ионизованных смесей впервые в работе Колесниченко, 1979) (в которой был рассмотрен предельный случай нулевого магнитного поля) и в работах Колесниченко, 1982 Колесниченко, Маров, 1982) (с учетом сильного магнитного поля, вносящего анизотропию в коэффициенты переноса). Там же была показана симметрия коэффициентов сопротивления в полном согласии с соответствующим результатом термодинамики необратимых процессов Колесниченко, Тирский, 1976). [c.99]

Вывод обобщенных соотношений Стефана-Максвелла для многокомпонентной диффузии позволяет также получить очень важные алгебраические уравнения для расчета многокомпонентных коэффициентов диффузии через бинарные коэффициенты диффузии формулы, связывающие термодиффузионные отношения с коэффициентами термодиффузии и многокомпонентной диффузии смеси формулы, связывающие истинный и парциальный коэффициенты теплопроводности. Все найденные (феноменологически) формулы по структуре полностью тождественны выражениям, полученным в рамках первого приближения метода Чепмена-Энскога в кинетической теории многокомпонентных смесей одноатомных газов (сопоставление проведено с результатами, представленными в уникальной книге Ферцигера и Капера). Однако, в отличие от газокинетического подхода (до конца разработанного только для газов умеренной плотности, когда известен потенциал взаимодействия между частицами газа), феноменологический подход не связан с постулированием конкретной микроскопической модели среды и потому полученные здесь результаты носят универсальный характер, т.е. пригодны для описания широкого класса сред, например, многоатомных газовых смесей (что важно для аэрономических приложений), плотных газов, жидких растворов и т.п. [c.113]

В уравнении энергии не учтены перенос энергии за счет изотермической диффузии, бародиффузионный перенос тепла, диффузионная теплопроводность как пренебрежимо малые по сравнению с конвективным переносом тепла и тепловым эффектом реакции горения. Как показано в [10], решения с косвенным учетом фактора проницаемости через величины 1 и б и с непосредственным учетом фактора проницаемости по соотношению (4.51) не дают существенного различия в случае, когда оба компонента бинарной смеси имеют близкие молекулярные массы (дымовые газы — воздух). [c.164]

ПОЛОС, представляющих собой бинарные смеси каждого из компонентов с газом-носителем, разделенные между собой зонами чистого газа-носи-теля. Первым разделительную колонку покидает газ, имеющий наимень-щие сорбционные способности, в связи с чем он первым десорбируется с поверхности сорбента, последним — газ, наиболее хорошо сорбирующийся в данной неподвижной фазе. Вследствие диффузии, конвекции и замедленного обмена между фазами каждый движущийся компонент образует концентрационный профиль, который может быть описан законом распределения Гаусса. Этот профиль фиксируется детектором в виде функции времени и представляет собой хроматографический пик. [c.273]

Для смесй компо-черггов газа необходимо принимать во внимание коэффициенты бинарной диффузии, соответствующие каждой паре компонентов, например атомов и мoлeкyv кислорода или атомов и молекул азота возду.ха. При приближенных расчета.ч можно исходить из некоторого значения коэффициента бинарной диффузии В, одного и того же для каждой нары компонентов. С учетом этого Qiдn= —р25( с,/< ). Рассматривая направления х, у и г, по которым происходит диффузия, можно написать [c.116]

На рис. 11-1 схематично изображен процесс анализа газовой смеси с применением проявительной газоадсорбционной хроматографии. Поток газа-носителя (подвижная фаза) непрерывно, с постоянной скоростью пропускается через разделительную колонку, содержащую неподвижную фазу с большой поверхностью. Проба исследуемой смеси (для простоты считаем, что в пробе содержатся компоненты А, Б я В) в какой-то момент времени через дозирующее устройство вводится в лоток газа-носителя. Различие в физико-хи-мических свойствах отдельных газов, входящих в состав пробы, вызывает различие в скоростях их передвижения через разделительную колонку. Первоначально зоны, занятые компонентами А, Б и В, взаимно перекрываются, затем по мере их продвижения вдоль разделительной колонки процесс завершается разделением компонентов на ряд отдельных полос, представляющих собой бинарные смеси каждого из компонентов с газом-носителем, разделенные между собой зонами чистого газа-носителя. Первым покидает колонку газ, имеющий наименьшие сорбционные способности, в связи с чем он первым десорбируется с поверхности сорбента, последним— газ, наиболее хорошо сорбирующийся в данной неподвижной фазе. Вследствие диффузии, конвекции и замедленного обмена между фазами каждый движущийся компонент образует концентрационный профиль, который в хорошем приближении может быть описан гауссовским законом распределения. Этот профиль фиксируется детектором в виде функции времени и представляет собой хроматографический пик. [c.204]

Предложено несколько других корреляционных методов. Галушка и Колвер [86] рекомендуют уравнение, которое связывает О дз с составом, но требует знания Од , >вд, вязкостей растворенного вещества, растворителя и смеси, а также мольных объемов растворителя и растворенного вещества. При проверке на семи сильно неидеальных бинарных смесях их уравнение в пяти случаях коррелирует экспериментальные данные лучше, чем соотношение Вайнеса. Ратклиф и Холд-крофт [180] предположили, что для диффузии газов в электролитах может быть применен закон Генри с целью модификации коэффициента диффузии, поскольку вязкость раствора изменяется с концентрацией электролита. [c.501]

Скорость диффузии. Полное уравнение для вектора скорости диффузии, которое дает молекулярная теория газов, представлено уравнением (2.38). В рассматриваемых нами случаях можно сделать предположения, позволяющие упростить эти уравнения. Во-первых, большинство интересующих нас смесей будут существенно бинарными в том смысле, что все компоненты разбиваются на два класса, состоящие из тяжелых и легких частиц. Например, диссоциированный воздух состоит из тяжелых частиц Ог и N2 и легких частиц О и N. Реакция графита с газовой смесью дает тяжелые частицы СО2 и легкие О2 и N2, а возможно, и СО. В том случае, когда для охлаждения используется гелий, тяжелыми частицами будут О2 и N2, а легкими — частицы Не. Для подсчета потока массы О или N через О2 или N2, N2 или О2 через СО2, или Не через N2 и О2 с хорошим приближением может служить один коэффициент бинарной диффузии 0,2. Для смеси двух газов (2.38) дает Тг / -2 л 1 г г д 1о2 Т /л /11 [c.34]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...