流動を伴う物質移動(p.483) y x δ NA,y 壁を伝わって流れ落ちる 薄い液膜にA成分が拡散 速度分布:p.96 C A NA RA 0 t 反応無し、定常、2次元 N A, x x N A, y y 0 (1) (26-72) N A, x DAB C A x A ( N A, x N B , x ) x liquid o[x方向の拡散]<<o[x方向の流動] N A, x xA ( N A, x NB, x ) CAvx N A, y N A, y C A DAB x A ( N A, y N B , y ) y y方向流動無し C A DAB (3) (26-76) y (2) (26-75) (2), (3)→(1) C Avx CA DAB x y 2 2 vx(x方向速度):y方向のみに依存 C A CA vx DAB x y 2 2 境界条件(B.C.)必要 (26-78) C A CA vx DAB x y 2 2 y x δ NA,y 必要な境界条件の数 xに関して1つ x=0 : CA=0 yに関して2つ C A y0 : 0 y y=δ : CA= CA 0 この式は? 2 2 vx vx vx vx vx P vx vy 2 2 t y x y x x ρで割る 2 2 vx vx vx vx vx 1 P vx vy 2 2 t x y x x y νは何?、単位は? この式は? 2 2 T T T T T k 2 2 Cp Cp vx vy t y x y x ρCpで割る T T T T T vx vy 2 2 t x y y x 2 2 (19-14, p. 280) αは何?、単位は? この式は? 2 2 C A C A C A CA CA vx vy DAB 2 2 t x y y x (25-18, p. 437) DABは何?、単位は? ν、α、DAB: L2/t ex) m2/sec 組み合わせれば無次元数 ν/α=Pr(プラントル数) 熱が、対流と熱伝導のどちらで伝わるか ν/DAB=Sc(シュミット数) 物質が、対流と分子拡散の どちらで移動するか? α /DAB=Le(ルイス数) 分子拡散と熱伝導とどちらが大きいか? Pr、Sc、Le:全て物性値 Fluxの表し方-1 Flux=物性値×勾配 τyx = -μ q A x 0 du dy T k x C A N A DAB y Newtonの法則 x 0 y 0 Fourierの法則 Fickの法則 物性値は不変、対流の影響は勾配に反映 コーヒーの中の砂糖を考える 濃度 かき混ぜていないとき 砂糖から十分離れた 所ではC=0 0 δ 0 砂糖表面からの距離 コーヒーの中の砂糖を考える 濃度 かき混ぜたとき 砂糖から十分離れた 所ではC=0 0 δ 0 砂糖表面からの距離 かき混ぜることにより、勾配がきつくなった C A N A DAB y y 0 ここが大きくなった Fluxの表し方-2 q A x 0 Flux=定数×駆動力 hT Newton’s law of cooling p.208, Eq.(15-11) N A kC C A Cf 2 p.428, Eq.(24-68) (v v ) 2 2 0 p.138, Eq.(12-3) 駆動力は不変、対流の影響は定数に反映 Heat Fluxの表し方:p.270 q A x 0 T k x x 0 hT 名称は? h T x k x x 0 x T 無次元:Nu(ヌッセルト数) Mass Fluxの表し方:p.520 C A N A DAB y y 0 kc C A kc x C A DAB y y 0 x C A 無次元:Sh(シャーウッド数) hx Nu k kC x Sh DAB 物質が対流と分子拡散の どちらで移動するか kC:物質移動係数
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