Механизм переноса массы в системах с подвижной и фиксированнной межфазной поверхностью(1 и 2 законы Фика).Подобное преобразование диф.уравнения конвективного массопереноса .
Закон Фика первый: Масса вещества dM, продиффундировавшего за время d 
через элементарную поверхность dF ( нормальную к направлению диффузии), пропорциональна градиенту концентрации 
этого вещества :
dM=–D dF d 
Закон Фика второй: скорость изменения плотности диффузионного потока пропорциональна скорости изменения градиента концентрации с тем же коэффициентом D и так же направлена в другую сторону.
+ 
Конвективный перенос
Конвективный перенос – механический перемещение вещества под действим разницы напоров жидкости. Проще говоря, перенос вещества происходит фильтрационным потоком. При этом скорость распространения потока происходит со скоростью Vd, связанной со скоростью фильтрации V соотношением:
Vd=V/n, где n является активной пористостью. На основании закона Дарси, можно вывести формулу для определения скорости распространения потока: Vd=(k*I)/n,
где k- коэффициент фильтрации, I – градиент напора. Таким образом, согласно приведенной выше формуле получается среднестатистическая скорость фильтрационного потока (распределение скоростей микро струек воды не учитывается). При такой сущности процесса конвективный перенос характеризуется резкой границей между вытесняющей и вытесняемой жидкостью, т.е. перемешивания нет, в динамике подземных вод это называется эффектом поршневого вытеснения. Модель поршневого вытеснения широко используется в гидродинамике при решении различных задач, связанных с изменением качества подземных вод, под влиянием поступления в них загрязняющих веществ, морских вод и т.п. Схема представлена ниже
|
|
|
Схема поршневого вытеснения жидкостей с одинаковой плотностью (а), жидкостей с разной плотностью (б)
При конвекции, количество переносимого вещества пропорционально его концентрации и скорости движения среды, Jk=CV, где Jk-конвективный поток, С-концентрация вещества, v-скорость потока. В реальных гидрогеологических условиях конвективный перенос сопровождается молекулярно-диффузионными процессами и в таком случае совокупность обоих видов переноса (молекулярно-диффузионного и конвективного) описывается понятием конвективной диффузии. Суммарный удельный поток вещества при конвективной диффузии имеет вид: J=CV-DmgradC, гдеCV-конвективный поток; DmgradC – молекулярно-диффузионный поток. Следовательно, суммарный поток складывается из конвективного переноса со среднестатичстическрй скоростью фильтрации V и переноса молекулярной диффузией с коэффициентом диффузии Dm.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 462; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!