Теплотехника. Кордон М.Я - 150 стр.

               2.12.4. Теоретические основы термодиффузии

    Скорость потока применительно к компоненту бинарного раствора с
меньшей      молекулярной      массой       можно     выразить с   помощью
термодиффузионной постоянной а:
                                                   d lnT
                                    I     = aX X D        ,           (2.203)
                                     TD       1 2    dx
    где ITD – скорость потока, м/с;
         Х1,Х2 – мольные доли компонентов 1и2;
         D – коэффициент обычной диффузии, м/с;
         Т – абсолютная температура, К;
         х – пространственная координата в направлении потока, м.
      На основе кинетической теории газов установлено, что при отсутствии
какого-либо заметного отличия в размерах частиц более тяжелых из них
концентрируются в охлажденной области. При разделении веществ с
одинаковой молекулярной массой в охлажденную область попадают молекулы
большого размера.
    В общем случае разделение газовых смесей определяется различием
молекулярных масс, а разделение жидкостей – различием в размерах молекул.
    Кинетическая теория газов позволяет объяснить термодиффузионные
явления в них как с качественной, так и с количественной стороны. Ячеистая
модель строения жидкостей дает возможность только качественного анализа
явления.
    Ячеистая модель строения жидкостей предполагает, что каждая молекула
временно удерживается в равновесном положении потенциальным полем
окружающих молекул. При одной и той же температуре все молекулы имеют
одинаковую кинетическую энергию – поэтому более тяжелые молекулы
обладают большим количеством движения.
    Такие молекулы, получив импульс в направлении охлажденной области,
проникнут в нее несколько дальше, чем молекулы с меньшей молекулярной
массой. Поэтому тяжелые молекулы конденсируются в охлажденной области.
    В жидкостях основную роль играет стерический фактор, учитывающий
размер частиц. Большая по размеру молекула, перемещающаяся в сторону
более низких температур, проникает, несмотря на все препятствия, между
молекулами и задерживается в охлажденной области.
    Термодиффузионная постоянная α может быть легко вычислена, если
известна зависимость вязкости от температуры μ = kT n .
    Показатель степени n из этого соотношения используют для расчета
величины а:
                                             М −М
                                     а ≈ 1,5 2    1 (1 − n)           (2.204)
                                             М +М
                                              2   1
    Это уравнение получено для газовых смесей изотопов, но является
достаточно точным и для других смесей.