濃度邊界層

濃度邊界層

濃度邊界層又稱傳質邊界層。當流體流過固體壁面時,若某組分在流體中的濃度與固體壁面的濃度存在差異,則在壁面垂直方向上的流體內部將存在濃度梯度,該濃度梯度自壁而向主流流體逐漸減小,通常將壁面附近具有較大濃度梯度的區域稱為濃度邊界層。

基本介紹

  • 中文名:濃度邊界層
  • 外文名:concentration boundary layer
  • 別稱:傳質邊界層
  • 原因:濃度差的存在
  • 作用:研究對流傳質
  • 學科:流體力學
基本介紹,濃度邊界層厚度的確定,

基本介紹

圖1是流體縱掠平板時的濃度邊界層。當流體以均勻速度和均勻濃度與平板前緣接觸後,由於流體中A組分濃度一與平板壁面濃度不同,平板壁面的A組分物質與流體中A組分物質不斷發生質量傳遞,靠近壁面的流體的濃度開始逐漸與壁面濃度接近。隨著流體的流動,在流動方向(x)上流體內A組分濃度受平板壁面濃度影響的區域逐漸增大,濃度邊界層厚度由零開始逐漸增加,形成如圖所示與速度、溫度邊界層相似的沿著流動方向逐漸增厚的濃度邊界層。
流體縱掠平板時的濃度邊界層流體縱掠平板時的濃度邊界層

濃度邊界層厚度的確定

在平板壁面上的濃度邊界層中,設cAS為組分A在固體壁面處的濃度,cA0為邊界層外流主體的均勻濃度,cA為邊界層內垂直於壁面方向任一處的濃度。濃度邊界層厚度為HD,其定義通常規定為[(cA-cAS)/( cA0-cAS)]=0.99時與壁面的垂直距離,即
顯然,濃度邊界層、溫度邊界層速度邊界層三者的定義是類似的,它們均為流動方向距離x的函式。

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