Теплотехника. Кордон М.Я - 51 стр.

    Например, в смеси с одинаковой температурой и давлением процесс
массопереноса (диффузии) направлен к выравниванию концентраций в системе.
При этом происходит перенос вещества из области с большей концентрацией.
    Диффузия – это перенос вещества молекулярным или молярным путем.
    Молекулярная диффузия – это перенос вещества в смеси, обусловленный
тепловым движением микрочастиц. Молярный перенос неразрывно связан с
макродвижением самой смеси, т.е. конвекцией. Массообмен, обусловленный
совместным действием молярной диффузии и конвективного переноса
вещества, называется конвективным массообменом.
    Потоком массы называется количество вещества, проходящего в единицу
времени через данную поверхность в направлении нормали к ней. Он
обозначается через I и измеряется в кг/с. Плотность потока массы j – это поток
массы, проходящий через единицу поверхности:
                                        j = dI / dF                       (2.1)
    Причиной возникновения потока массы являются:
    - неравномерное распределение концентрации вещества, называемое
       концентрационной диффузией;
    - неоднородное температурное поле обуславливает термодиффузию;
    - неоднородное        поле     давления         определяет возникновение
       бародиффзузии.
     Если в двухкомпонентной смеси отсутствует макродвижение, а
температура и давление остаются постоянными по всему объему системы, то
плотность потока массы одного из компонентов, обусловленного молекулярной
диффузией, определяется законом Фика:
                                      jм.д. = − D(∂ci / ∂n),              (2.2)
     где D – коэффициент диффузии, м2/с;
         сi – местная концентрация данного компонента, равная отношению
                  массы компонента к объему смеси, кг/м3;
         ∂ci / ∂n - градиент концентрации (вектор), кг/м4.
     В рассматриваемом случае движущей силой является градиент
концентрации.
         Знак „ -” в выражении (2.2) обусловлен тем, что плотность потока
массы направлена в сторону убывания концентрации, а градиент концентрации
– в противоположную сторону.
         Закон Фика описывает концентрационную диффузию, в результате
которой переносится основная доля вещества.
         Перенос вещества осуществляется также под действием градиента
температур. Такой перенос вещества называется термодиффузией (эффект
Соре). Молекулы компоненты с большей массой стремятся перейти в область
низких температур. При одинаковых массах молекул, то в холодную область
стремятся перейти более крупные молекулы.
     В результате термодиффузии возникает градиент концентрации.