Диффузия в движущейся среде

Все разобранные процессы относятся к конвективному переносу массы, в котором большую роль играет относительное движение различных элементов среды. Точно так же, как принято различать конвективный перенос тепла и передачу тепла теплопроводностью, термин диффузионный перенос вещества может быть использован для обозначения процессов, в которых отсутствует очевидное относительное движение. Примером является цементация стали брусок пудлингового железа помещается в печь вместе с материалом, содержащим углерод. Через некоторое время железо приобретает свойства стали (по крайней мере наружные слои бруска) в результате диффузии углерода в металл. Конвективный перенос массы можно, несомненно, рассматривать как диффузию в движущейся среде. [c.26]

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]

Коэффициент диффузии в спокойной среде обычно называют коэффициентом молекулярной диффузии, коэффициент диффузии в движущейся среде (жидкости, газе) называют коэффициентом турбулентной диффузии. [c.59]

ДИФФУЗИЯ В ДВИЖУЩЕЙСЯ СРЕДЕ [c.294]

Дифференциальное уравнение диффузии в движущейся среде запишем без вывода аналогично уравнению переноса теплоты [c.310]

В движущейся среде вещество переносится не только путем молекулярной диффузии, но и конвекцией. При перемещении какого-либо объема смеси плотностью р со скоростью w происходит перенос массы смеси [c.502]

В движущейся среде перенос массы может осуществляться молекулярной диффузией и конвекцией [c.198]

Исходя из указанных положений наиболее вероятной схемой процесса горения является горение пылинки в топочной камере в объеме движущегося потока — выход летучих, горение летучих в движущейся среде и горение коксовой частицы с одновременными физико-химическими превращениями минеральной части топлива. Эти превращения происходят одновременно с диффузией окислителя к остатку частицы, горением остатка при протекании вторичных реакций продуктов сгорания на раскаленной повфхности частиц или вблизи от нее. [c.46]

Дифференциальное уравнение Фурье — Кирхгофа описывает перенос тепла в движущейся среде. Если пренебречь диффузионной теплопроводностью и переносом теплоты за счет диффузии, то в отсутствие поля внешних сил уравнение примет вид [c.93]

Таковы коэффициенты (кинематический и динамический) вязкости, проявляющейся в неоднородном поле скоростей в движущейся среде, коэффициент теплопроводности или температуропроводности в неоднородном поле температур, коэффициент массопроводности или диффузии при неоднородных полях концентраций и др. [c.10]

Рассмотрим закономерности перемещений жидких частиц, участвующих в общем потоке однородной жидкости в пористой среде. Представим, что имеется возможность фиксировать смещения отдельных меченых частиц. Перемешивание меченых частиц с остальной жидкостью внутри поры описывается обычным уравнением диффузии в движущейся жидкости, выписываемым для микрообъема жидкости [c.14]

Поляризация вращающегося дискового электрода импульсами большой длительности (от 0,1 до 10 се/с) становится удобным методом исследования времени достижения стационарного режима диффузии собственных ионов через пограничный слой, измерения коэс ициентов диффузии и расчета концентрации ионов металла в приэлектродном слое [29, 30]. По-видимому, этот метод может быть широко использован при изучении коррозии металлов в движущихся средах. [c.20]

В движущейся среде вещество переносится не только молекулярной диффузией, но и конвекцией. При перемещении какого-либо объема смеси плотностью р со скоростью о происходит перенос массы смеси,, удельная величина которого определяется уравнением [c.322]

Рассмотрим процессы теплообмена, в которых теплопроводность является основным фактором в переносе тепла. Дифференциальное уравнение Фурье — Кирхгофа (1-9-4) описывает перенос энергии в движущейся среде. Если пренебречь диффузионной теплопроводностью (Q = 0) и переносом тепла за счет диффузии, то в отсутствие поля внешних сил уравнение примет вид [c.95]

Уравнение (3.1.1) отражает тот факт, что перенос вещества в движущейся среде обусловлен двумя различными физическими факторами. Во-первых, при наличии разности концентраций в жидкости или газе идет процесс молекулярной диффузии, способствующий выравниванию концентраций во-вторых, растворенное вещество увлекается [c.98]

Уравнение и граничные условия теории теплопереноса. Уравнение переноса тепла в движущейся среде, аналогичное уравнению конвективной диффузии (3.1.1), имеет вид [c.105]

Уравнение (6.30) характеризует молекулярную диффузию в неподвижной среде. В движущейся среде имеет место конвективная диффузия или конвективный массообмен. Уравнение конвективного массообмена аналогично уравнению конвективного теплообмена (6.6) [c.294]

Первое слагаемое правой части уравнения (13.38) определяет перенос теплоты теплопроводностью, второе — конвекцией и третье — молекулярной диффузией. Плотность теплового потока в однокомпонентной движущейся среде определяется уравнением (13.20), следовательно, в движущейся смеси появляется диффузионная составляющая теплового потока. [c.198]

Локальное повышение температуры внутри кристаллической решетки столь высоко, что может происходить даже испарение кристалла. В этом случае атом может освободиться от влияния сил связи окружающих атомов, что вызовет его диффузию. Е сли атом, движущийся с большой скоростью, находится вблизи свободной поверхности, он может уйти в окружающую среду (процесс сублимации). [c.53]

В условиях движения среды, когда образуется динамический пограничный слой и при разности концентраций на внутренней его границе и вне его, можно выделить диффузионный пограничный слой (аналогично тепловому пограничному слою). Толщина пограничного слоя зависит от скорости газов и при скорости, например, 1 лг/сек составляет бд==> = 0,05 мм. Можно положить, что массоперенос через диффузионный пограничный слой в направлении, нормальном к стенке, происходит в пограничном слое только путем молекулярной диффузии (по закону Фика). Подобно тому совместную передачу тепла в движущейся однокомпонентной среде теплопроводностью и конвекцией называют конвективным теплообменом, совместный молекулярный и макроскопический перенос массы называют конвективным массообменом. [c.178]

В движущейся однокомпонентной среде. теплота переносится теплопроводностью и конвекцией. Этот процесс называется конвективным теплообменом. По аналогии перенос вещества в многокомпонентной среде совместно происходящими процессами молекулярной диффузии и конвекции называют конвективным массообменом. [c.335]

Образующаяся при коррозии на металлической поверхности оксидная пленка по своим защитным свойствам обычно разделяется на два типа —плотную и пористую. При возникновении плотной оксидной пленки коррозия контролируется твердофазной диффузией реагентов. Если на поверхности металла возникает пористая оксидная пленка, то лимитирующими факторами окисления являются одновременно скорость химических реакций на границах фаз между металлом и оксидом и диффузия в газовой фазе через оксидную пленку. В плотных и пористых оксидных пленках основной движущей силой реагентов является градиент химического потенциала по толщине пленки, возникающий от разности химического состава в направлении от металла к наружной поверхности оксида либо разности концентрации кислорода на границах металл —оксид и оксид — окружающая среда. Иногда [c.47]

Положим в основу понятия пограничного слоя изложенное в конце предыдущей главы описание двух процессов распространения завихренности в движущейся вязкой среде диффузии и конвекции. [c.439]

Лагранжевы методы. В форме Лагранжа независимые пространственные переменные относятся к системе координат, связанной с движущейся средой. Лагранжева формулировка уравнений гидродинамики привлекательна для численных расчетов. Здесь отсутствует нефизическая численная диффузия, возникающая при протекании жидкости через границы расчетных ячеек. Кроме того, траектории элементов жидкости сами по себе создают визуализацию течения. Лагранжевы методы естественно использовать при рассмотрении задач гидродинамики со свободными поверхностями, поверхностями раздела сред и другими четкими границами. [c.39]

В движущейся однокомпонентной среде тепло переносится теплопроводностью и конвекцией. Этот процесс называется конвективным теплообменом. По аналогии процесс совместного молекулярного и молярного переноса вещества в движущейся многокомпонентной среде называют конвективным массообменом. При наличии массообмена процесс конвективного теплообмена усложняется. Перенос тепла дополнительно осуществляется за счет диффузии. [c.328]

Распространение примесей в турбулентной среде в результате их переноса движущимися жидкими частицами (т. е. турбулентная диффузия) обычно происходит много быстрее, чем [c.516]

Распространение звука, пренебрегая теплопередачей и диффузией примесей в многокомпонентной среде, можно считать адиабатическим процессом. Тогда в движущейся жидкой частице значения концентрации примесей и 5 [c.9]

И турбулентное, возникающее в турбулентно движу-п ейся среде и характеризующееся сильной размытостью границ хемилюминесцентного свечения (рис. 2, б). Такая же классификация применима и к распространяющимся П., если они возникают в движущихся средах. Форма самораспространяющегося П. сильно зависит от формы сосуда (камера, труба), в которых происходит распространение (рис. 2, в). Форма бунзеновского П. определяется условиями распространения тепла из зоны горения и локальной аэродинамикой среды, диффузионного — процессом взаимной диффузии горючего и окислителя. [c.29]

Прежде чем закончить описание математических моделей диффузии в непрерывной среде, следует вкратце остановиться на диффузии в гетерогенных и многофазных системах. Подобные задачи возникают как в фундаментальных, так и в прикладных исследованиях. В однофазных системах уравнение баланса (1.7) выполняется всегда, по крайней мере в неподвижной лабораторной системе отсчета. Одиако в условиях фазового роста и перемещения поверхности раздела фаз уравнение (1.7) оказывается непригодным и должно быть заменено аналогичным уравнением, записанным для движущейся системы координат. Последнее уравнение будет. выполняться в каждой области гомогенности. Необходимо также задать условия сопряжения на поверхностях раздела, связывающие между собой концеитрации одного и того же компонента в двух смежных фазах. Согласно второму Закону термодинамики одним из таких условий является непрерывность химического потенциала при переходе через поверхность раздела. Часто используется второе условие, а именно непрерывность потока рассматриваемого компонента при переходе через границу фаз. Таким образом, концентрация Данного компонента i и ее градиент ие должны быть одновременно непрерывными прн переходе через поверхности раздела в гетерогенных системах. Прекрасным примером подобной диффузионной задачи может служить задача об окислении металла с образованием двух или большего числа окислов с составами, отвечающими различным стехиометрнческим соотношениям. [c.30]

Рассмотрим также уравнение теплопроводности в твердых телах. Это уравнение можно получить, как частный случай уравнения энергии движущейся среды (1.41). Полагая среду неподвижной, нетрудно видеть, что Ф = 0 в этом случае величину dh/dt следует заменить величиной с dTldt, где с — удельная теплоемкость твердого тела. Полагая, что диффузия отсутствует (Ji = О, grad i = 0), и опуская члены Q и dpidt, можно получить уравнение энергии (теплопроводности) для твердого тела с изотропной теплопроводностью [c.24]

Все эти виды массопереноса можно условно назвать диффузией массы. В английской и американской литературе такой суммарный массоперенос называется дисперсией (dispersion), что, очевидно, означает хаотическое рассеивание массы в пористой среде. Движущей силой такого массопереноса в изотермических условиях является градиент объемной концентрации (у<и). Для одномерных задач такой вид массопереноса описывается дифференциальным уравнением [c.438]

ШМИДТА ЧИСЛб—диффузионный эквивалент Прандт-л.ч числа определяется как отношение коэф. кинематич. вязкости среды v к коэф. диффузии D нек-рой примеси к ней S — v/D. Ш. ч.— критерий подобия диффузионных явлений в двух потоках вязкой жидкости. Безразмерный коэф. массопереноса (диффузионное Нуссельта число) в движущейся несжимаемой среде является ф-цией Ш. ч. и Рейнольдса числа. В литературе Ш, ч. часто наз. диффузионным числом Прандтля. [c.466]

Так как процессы диффузии и теплопроводности вблизи поверхности являются результатом одного лишь молекулярного движения, то течение будет здесь ламинарным. Однако по Л1ере удаления от S-поверхности могут возникать турбулентные движения. Форма профилей температуры и концентрации зависит от распределения скорости в пограничном слое движущейся среды. В тех местах жидкости, где преобладает турбулентное движение, только осредненные во времени значения температуры и состава будут изменяться так же плавно, как и кривые, изображенные на рис. 1-4,6. Графики мгновенных величин не будут уже плавными. Вероятно, они будут иметь как положительный, так и отрицательный наклоны. [c.41]

В этом параграфе мы рассмотрим возникновение конвекции в жидкости, равномерно вращающейся вокруг вертикальной оси. Влияние такого вращения на устойчивость во многих чертах оказывается сходным с обсуждавшимся в предыдущих параграфах влиянием магнитного поля. Причина этого сходства заключается в следующем. Прежде всего, возникающая во вращающейся жидкости кориолисова сила по своей структуое близка к магнитной силе, действующей на движущуюся в поле проводящую среду. Далее, имеется хорошо известная аналогия между поведением вихря скорости и магнитного поля в проводящей среде. Если отсутствуют диссипативные процессы (бесконечная электропроводность в магнитном случае или невязкая жидкость — в случае вращения), то имеет место полная вмо-роженность силовых линий магнитного поля или, соответственно, вихревых линий. Если проводимость конечна или вязкость отлична от нуля, то имеет место лишь частичная вморожен-ность в этом случае происходит диффузия магнитного поля (вихря). Указанное сходство ситуаций находит свое отражение в том, что по математической постановке задачи об устойчивости равновесия в магнитном поле и при вращении оказываются весьма близкими. Во многом сходны также и результаты и в том и в другом случае имеет место повышение устойчивости, и при определенных условиях появляется неустойчивость колебательного типа. [c.208]

В контакте с неподвижными агрессивными средами идут рассмотренные выше процессы диффузии и нередко именно ими определяется скорость разрушения покрытий в таком случае в скмом процессе взаимодействия лимитирующей стадией является не акт химической реакции контактирующих веществ, а скорость диффузии. Однако в большинстве случаев агрессивная среда (газообразная, жидкая, твердая) находится в движении. Тогда роль диффузии снижается или даже сводится к нулю и на первый план выступают собственный акт химического взаимодействия агрессивной среды с поверхностью покрытия и унос продуктов ре--акции движущейся средой (сочетание коррозии и эрозии). Такой вид разрушения происходит особенно быстро. [c.247]

Процессы тепло- и массообмена в неподвижной среде обусловлены лишь теплопроводностью и диффузией и протекают очень медленно. В движущемся потоке скорость этих процессов благодаря конвекции значительно увеличивается, и уравнения тепло- и массообмена прини.мают следующий вид [c.89]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...