Конвективная диффузия. Массоотдача

Конвективной диффузией называется массоперенос, обусловленный перемещением мольных объемов компонентов, составляющих смесь.

Конвективная диффузия всегда сопровождается молекулярной диффузией. Совместный перенос молекулярной и конвективной диффузией называют конвективным массообменном, или массоотдачей.

Процесс массоотдачи i-го компонента в кг описывается уравнением

где – коэффициент массообмена i ^го компонента, м/с; – массовые концентрации рассматриваемого компонента в единице объема на 2-х изоконцентрационных поверхностях, кг/м³; – площадь изоконцентрационной поверхности, м²; – время процесса, с.

Массоотдача между газовой средой и поверхностью твердого тела

В соответствии с 1-ым законом Фика

,

где – соответственно массовая концентрация i-го компонента у поверхности твердого тела и в объеме среды (газа), кг/м³.

Это уравнение называется уравнением массоотдачи.

Уравнение конвективной диффузии в прямоугольных координатах

В соответствии со 2-ым законом Фика это уравнение для i-го компонента будет иметь следующий вид

(5.1)

где – субстанциональная (полная) производная.

Для стационарных процессов

(5.2)

В (5.1) и (5.2)

– оператор Лапласа.

Уравнение массопереноса при наличии концентрационной диффузии, термодиффузии и бародиффузии

Поскольку тоже, что и для i-го газа это уравнение с учетом (5.1), (4.3) и (4.4) принимает вид

,

где – плотность i ^го компонента, кг/м³.