انتشار گاز چند جزئی: توضیحات ماکسول-استفان

View Categories

انتشار گاز چند جزئی: توضیحات ماکسول-استفان

1 min read

انتشار گاز چند جزئی: توضیحات ماکسول-استفان
در یک مخلوط چند جزئی، شار جرم نسبت به سرعت میانگین جرمی ، i ، را می توان با معادلات فیک تعمیم یافته تعریف کرد ( مرجع 1 ):
(6-41)
در معادله 6-41 :
(واحد SI: m2 / s) انتشار فیک چند جزئی هستند
T (واحد SI: K) دما است
(واحد SI: kg/m·s)) ضرایب انتشار حرارتی هستند و
d k (واحد SI: 1/m) نیروی محرکه انتشاری است که بر روی گونه k عمل می کند .
برای مخلوط‌های گازی ایده‌آل، نیروی محرکه انتشاری است ( مرجع 1 )
(6-42)
جایی که
c (واحد SI: mol/m 3 ) غلظت مولی کل است
Rg ثابت گاز جهانی 8.314 J/(mol·K) است .
p (واحد SI: Pa) فشار کل است
p k (واحد SI: Pa) فشار جزئی است و
ρ k (واحد SI: kg/m 3 ) چگالی گونه k است و
g k (واحد SI: m/s 2 ) نیروی خارجی (به ازای واحد جرم) است که بر گونه k تأثیر می گذارد . در مورد یک گونه یونی، نیروی خارجی به دلیل میدان الکتریکی ایجاد می شود.
 
وقتی یک نیروی خارجی به طور یکسان بر همه گونه ها اعمال می شود (مانند گرانش)، دو عبارت آخر ناپدید می شوند.
همانطور که در معادله 6-41 و معادله 6-42 مشاهده می شود ، شار انتشاری کل برای گونه ها به گرادیان غلظت ها، دما و فشار همه گونه ها و همچنین هر نیروی خارجی بر روی گونه های منفرد بستگی دارد.
با استفاده از قانون گاز ایده آل،  =  c·R ·T ، و تعریف فشارهای جزئی، pk  =  p ، معادله را می توان به صورت زیر نوشت:
(6-43)
کسر مول k به دست می آید
(6-44)
و میانگین جرم مولی M (واحد SI: kg/mol) توسط
هنگام استفاده از مدل انتشار ماکسول-استفان، معادلات حمل و نقل برای جرم گونه است
(6-45)