Коэффициент - бинарная диффузия
Cтраница 2
Определив таким образом абсолютную плотность потока массы и плотность диффузионного потока массы, можно легко показать для бинарной смеси, что коэффициенты бинарной диффузии DAB и DBA равны между собой. [16]
В предлагаемой работе рассматриваются экспериментальное исследование многокомпонентной диффузии парогазовых систем на основе метода Стефана, соответствующее теоретическое определение коэффициентов многокомпонентной диффузии по кинетической теории разреженных газов через коэффициенты бинарной диффузии, теоретическое и опытное определения коэффициентов бинарной диффузии в парогазовых системах под давлением, а также экспериментальное исследование коэффициента температуропроводности С02 в околокритической области. [17]
В предлагаемой работе рассматриваются экспериментальное исследование многокомпонентной диффузии парогазовых систем на основе метода Стефана, соответствующее теоретическое определение коэффициентов многокомпонентной диффузии по кинетической теории разреженных газов через коэффициенты бинарной диффузии, теоретическое и опытное определения коэффициентов бинарной диффузии в парогазовых системах под давлением, а также экспериментальное исследование коэффициента температуропроводности С02 в околокритической области. [18]
О известны; 6 -характеристическое рассгояиие ( толщина пограничного слоя в направлении оси у), на котором параметры течения претерпевают заметное изменение ( толщина пограничного слоя), мало по сравнению с характеристической длиной 1Х, на которой свойства потока заметно изменяются в направлении оси х действительности, как показал Прандтль ( 40 ], О ( I / Re) ], где Re - число Рейнольдса для натекающего газового потока; все компоненты газовой смеси ведут себя как совершенные газы; течение установившееся; эффектами передачи тепла от газа к телу и обратно путем излучения можно пренебречь; течение является плоским; эффектами термобародиффузии, поскольку они значительно меньше массовой диффузии, можно пренебречь; газовая смесь в основном состоит из частиц только двух сортов - легких и тяжелых, так что для учета диффузионных потоков всех компонентов лспользуется один и тот же коэффициент бинарной диффузии ( Ди); поток массовой диффузии вычисляется на основании закона Фика; фундаментальная система уравнений состоит из уравнений сохранения массы для отдельных компонентов газовой смеси, уравнения неразрывности, уравнений сохранения импульса, энергии и уравнения состояния газовой смеси; относительное изменение давления поперек пограничного слоя мало ( по порядку величины не превышает бзДе); внутри пограничного слоя давление зависит только от х, а градиент давления внутри пограничного слоя оказывается таким же и в натекающем потоке; при обтекании плоской пластинки можно пренебречь величиной производной давления по координате х ( dP / dx), ввиду малой скорости течения можно пренебречь кинетической энергией. [19]
В качестве определяющих структуру пламени процессов принимаются кондук-тивная теплопроводность ( коэффициент теплопроводности) и диффузия участвующих в реакции компонентов. Диффузия каждого компонента описывается посредством коэффициента бинарной диффузии Z) t между этим компонентом и остальным газом. Кроме того, считается, что теплоемкость при постоянном давлении с не зависит от состава - учитывается ее зависимость только от температуры. Эти упрощения являются обычными в теории горения; они позволяют в значительной степени упростить задачу, сохраняя основные черты явления. Действительно, в ряде исследований [17, 18 ] при помощи численных методов были выполнены оценки влияния на структуру пламени со сложными реакциями перекрестных эффектов молекулярного переноса и более точные расчеты диффузионных и тепловых потоков; при этом оказалось, что полученные поправки не изменяют существенно основных результатов исследования. [20]
Для бесконечно разбавленных растворов коэффициент диффузии каждого компонента можно рассматривать как коэффициент бинарной диффузии этого компонента относительно всей смеси. Кроме того, приближение предельно разбавленного раствора позволяет оценить коэффициент бинарной диффузии, используя простые термодинамические соображения. [21]
Современные эксперименты по определению бинарных коэффициентов диффузии базируются на положении кинетической теории о постоянстве коэффициентов бинарной диффузии. Поскольку в кинетической теории коэффициенты многокомпонентной диффузии выражены через коэффициенты бинарной диффузии, а выражение последних приводит к парадоксу, эти зависимости следует признать несовершенными. К тому же практическое их использование затруднительно. [22]
Соотношения симметрии между элементами матриц [ D ] и [ ц ] по уравнению (2.75) и между элементами матрицы [ u L ] по уравнению (2.76) используются для проверки экспериментальных значений практических коэффициентов диффузии и коэффициентов активностей. Они могут быть также использованы для оценки надежной области применения эмпирических зависимостей коэффициентов бинарных диффузий в газовых смесях и в бесконечно разбавленных жидких растворах и коэффициентов активностей от влияющих параметров. [23]
При отсутствии градиентов других параметров этот закон позволяет найти диффузионный поток массы в бинарной смеси. Кроме того, он точно выражает диффузионный поток любого компонента многокомпонентной смеси при условии, что коэффициенты бинарной диффузии для любой пары компонентов смеси равны между собой. Для многокомпонентных смесей, в которых это условие не выполняется, закон Фика служит некоторым приближением, точность которого зависит от реальных отличий коэффициентов бинарной диффузии для различных пар компонентов. [24]
Следует ожидать, что в системах с одноступенчатыми реакциями, в которых коэффициенты бинарной диффузии различных компонентов не равны между собой, скорость пламени будет определяться формулой, сходной с рассмотренной выше, с тем лишь отличием, что коэффициент диффузии D1Z в этой формуле должен быть заменен средним арифметическим коэффициентов диффузии реагента и продукта реакции. Невыполнение предположения об одноступенчатой реакции сказывается на результатах в гораздо большей степени, чем невыполнение предположения о коэффициентах бинарной диффузии. Поэтому вопрос о распределении промежуточных продуктов в случае более сложного механизма реакции в пламенах рассматривается в следующем параграфе. [25]
При измерении в обертоне получались большие расхождения до тех пор, пока не была обеспечена однородность смеси с помощью принудительного перемешивания газов. Перемешивание для обертонов существеннее, чем для основной полосы, так как более высокие давления газа обусловливают уменьшение коэффициентов бинарной диффузии. Необходимость перемети мания с помощью принудительной конвекции демонстрирует следующий очень простой эксперимент. Если камера поглощения наполняется сначала СО до давления 1 4 ата, а затем в нее вводится водород до полного давления 7 ата, то полученное в этом случае пропускание в инфракрасной области оказывается совершенно отличным от пропускания, полученного при заполнении камеры теми же газами, но в обратном порядке ( фит. В этом частном случае более однородная смесь получается при введении в первую очередь водорода, что можно проверить, сравнивая цропускание в инфракрасной области для камеры со смесителем и без него. [26]
В силу предположения ( 9) число независимых уравнений, определяемых каждой из формул ( 7) и ( 8), автоматически сводится к единице. Кроме того, при обобщении анализа на случай многокомпонентных систем, в которых протекает произвольная одноступенчатая реакция ( М - 1) и коэффициенты бинарной диффузии для пар главных компонентов приблизительно равны между собой, результаты анализа фактически не изменяются. Однако в последнем параграфе этой главы предположение ( 9) не будет использоваться, так как очевидно, что распределение реагентов промежуточных реакций не может быть исследовано в рамках предположения об одностадийном процессе. [27]
Хорошее совпадение-между теорией и экспериментальными данными для высокотемпературного воздуха при отсутствии приложенных полей получается в том случае, если рассматривать газ в виде бинарной смеси, a Du определять как коэффициент бинарной диффузии. [28]
В задаче об уносе массы графита последнее условие не выполняется. Так, атомы кислорода и азота диффундируют к поверхности, но одновременно в обратном направлении движутся атомы углерода С. Поэтому трудно указать единый для всех случаев коэффициент бинарной диффузии и это предопределяет погрешность приближенной постановки задачи. [30]
Страницы: 1 2 3