確認2 定常問題と遷移状態 平板がある成分を含んでいて,それぞれCH,CLになっている。2枚の平板で挟まれた領域では成分が 移動している。領域内は拡散係数Dの静止流体。 領域内の濃度分布を求める。 物質移動の式 無限平板で挟まれている。 直角座標 ∂ 2C ∂ 2C ∂ 2C ∂C ∂C ∂C ∂C + vx + vy + vz = D 2 + 2 + 2 + R ∂t ∂x ∂y ∂z ∂y ∂z ∂x 基礎式 簡単化 定常→ € ∂ =0 ∂t 無限平板→ ∂ =0 ∂z ∂ =0 ∂y 静止流体→ vx = v y = vz = 0 問題に何の記載もないので物質の発生もない→ R = 0 2 d C 解くべき式 =0 2 dx 拡散項 C = CH at x = 0 境界条件 C = CL at x = w 積分して解を得る 2回積分して C = Ax + B B = CH 境界条件より A=− x CH − CL できれば 講義で推奨 C − CH =− x + CH していた形に整理する CH − CL w w C − CL x =1− 下に示すように直線分布になる 最終的に CH − CL w C=− CH − CL w C − CH x 1+ =1− CH − CL w ある瞬間に左の平板の濃度がCH に変化して,流体内の濃度が時間とともに変化する。すなわち定常 でなくなっている。時間経過とともに新しい定常状態へと落ち着く。この途中の変化を記述するの は非定常の物質移動の式。 ∂C ∂2 C =D 2 ∂t ∂x 非定常項 これは,何回も解いたことのある微分方程式だが, 初期条件が違う。果たして解けるだろうか? 拡散項 ここでは,そんな難しいことはせずに,直感で途中の分布を考えてみよう CH CH 濃 度 濃 度 最初の最後の 直線分布の間 に曲線が存在 する CL x=0 CH x=w 濃 度 CH ' CH ' CL CL x=0 遷移状態 初期の定常状態 x=w x=0 変化後の定常状態 確認3 定常問題 球体周りの熱移動(静止流体),資料第7回の球体周りの濃度変化と同じように考える T − T0 R = TH − T0 r x=w
© Copyright 2024 ExpyDoc