Молекулярная диффузия. Основные закономерности массообмена

Основные закономерности массообмена

Молекулярная диффузия происходит в газах, жидкостях (при отсутствии конвективного движения), а также в твердых телах в результате хаотического движения молекул. Если в системе имеются области с высокой и низкой концентрациями какого-либо вещества, то при отсутствии противодействующих сил концентрации в указанных областях стремятся выровняться. Кинетика такого переноса вещества подчиняется 1-му закону Фика, аналогичному закону теплопроводности:

, (10.16)

где dG – количество перенесенного вещества; ¶c/¶x – градиент концентрации в направлении диффузии; dF – площадь контакта фаз; dt - время диффузии; D – коэффициент диффузии.

Коэффициент диффузии представляет собой физическую константу, характеризующую способность данного вещества проникать вследствие диффузии в неподвижную среду. Величина коэффициента диффузии не зависит от гидродинамических условий, в которых протекает процесс.

Значения коэффициента диффузии являются функцией свойств распределяемого вещества, свойств среды, через которую оно диффундирует, температуры и давления. Величина коэффициента диффузии может быть определена по уравнению Эйнштейна:

, (10.17)

где r – размер частиц распределяемого вещества; h - вязкость среды.

Процесс молекулярной диффузии можно описать дифференциальным уравнением, составляющим 2-ой закон Фика:

(10.18)

Дата добавления: 2014-01-07