菲克扩散(第一)定律【Fick's (First) Law of Binary Diffussion】

菲克扩散(第一)定律阐述了物质扩散通量的数学表达,涉及直角、圆柱和球坐标系中的浓度梯度计算。该定律在传质系数DAB和物质密度ρ的基础上,定义了浓度梯度∇wA,并提供了不同坐标系下的表达方式。

菲克扩散(第一)定律

Fick’s (First) Law of Binary Diffussion

物质扩散通量Diffusion flux表达通式

jjA=ρDABwAjjA=−ρDAB∇wA

在单位时间内物质 A 通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量,kgm2s1kg⋅m−2⋅s−1,与该截面处的浓度梯度成正比。

其中

DABDAB 是物质 A 在物质 B 中的传质系数,m2s1m2⋅s−1
ρρ 物质的密度, kgm3kg·m−3,
wA∇wA 是物质 A 的浓度梯度,kgm2kg·m−2.

浓度梯度 wAxwAx表达式为

wAx=dwAdxwAx=−dwAdx

1.直角坐标系(x,y,zx,y,z)

直角坐标系Cartesian coordinates ( x,y,z  x,y,z ):NO.
jAx=ρDABwAxjAx=−ρDAB∂wA∂x1-1
jAy=ρDABwAyjAy=−ρDAB∂wA∂y1-2
jAz=ρDABwAzjAz=−ρDAB∂wA∂z1-3

2.圆柱坐标系(r,θ,zr,θ,z)

圆柱坐标系Cylindrical coordinates coordinates (r, θ, z r, θ, z ):NO.
jAr=ρDABwArjAr=−ρDAB∂wA∂r2-1
jAθ=ρDAB1rwAθjAθ=−ρDAB1r∂wA∂θ2-2
jAz=ρDABwAzjAz=−ρDAB∂wA∂z2-3

3.球坐标系(r,θ,ϕr,θ,ϕ)

球坐标系Spherical coordinates(r, θϕ r, θ, ϕ ):NO.
jAr=ρDABwArjAr=−ρDAB∂wA∂r3-1
jAθ=ρDAB1rwAθjAθ=−ρDAB1r∂wA∂θ3-2
jAϕ=ρDAB1rsinθwAθjAϕ=−ρDAB1rsinθ∂wA∂θ3-3

参考文献
  1. R. Byron Bird, Warren E. stewart, Edwin N. Lightfoot.* Transport phenomena:Revised second edition* John Wiely &Sons, Inc.
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值