Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 41 стр.

     Чем интенсивнее перемешивание, тем меньше толщина δ диффузионно-
го слоя. Однако даже в турбулентном потоке у поверхности твердого тела ос-
таются два тонких слоя: ламинарный и диффузионный. Через последний
осуществляется лишь молекулярная диффузия. Уменьшение толщины диф-
фузионного слоя достигается не только увеличением скорости турбулентного
потока, но и линейных размеров обтекаемого твердого тела. Последнее в со-
ответствии с выражением (1.12) способствует более интенсивной турбулиза-
ции потока. Толщина диффузионного слоя составляет обычно (0,02…0,05)
мм и менее.




          Рис. 1.6. Диффузия реагента к поверхности раздела фаз:
δ - диффузионный слой; x0 - поверхность раздела; c1, c2 - концентрация реа-
                    гента на границе диффузионного слоя

     Количество вещества dm, проходящего при диффузии через площадь S
за время dt, пропорционально произведению площади, времени и градиента
dc/dx концентрации С вещества по расстоянию х:
            dm = - D.S(dc/dx)dt.                          (1.43)
     Уравнение (1.43) известно как первый закон Фика (1855 г.).
     D - коэффициент диффузии, представляющий количество вещества,
проходящего в единицу времени через единицу площади при градиенте кон-
центрации, равном единице.
     Обычная размерность для коэффициента диффузии - см2/с. Его величи-
ны составляют: для газов (0,1…1,0) см2/с, для жидкости (10-4…10-5) см.2/с, для
твердых тел 1 см2/год …1 см2/век.
     Коэффициент диффузии в меньшей степени, чем константа скорости
химической реакции, зависит от температуры. Он увеличивается в 1,1…1,5
раза при повышении температуры на 10°С.
     Энергия активации диффузии не превышает 30 кДж/моль, т.е. также
значительно меньше, чем энергия активации гомогенных химических реак-
ций.
     Процесс распространения молекул одного из компонентов в неподвижной га-
зовой смеси также описывают уравнением Фика в другом виде, аналогичным
уравнениям переноса теплоты и импульса:
               m/(τ.f) = - D(dc/dn),                   (1.44)

                                      41