スライド タイトルなし

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
y0 :
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
 hT 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
 hT
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