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浓度边界层

作者:教育百科书

浓度边界层又称传质边界层。当流体流过固体壁面时,若某组分在流体中的浓度与固体壁面的浓度存在差异,则在壁面垂直方向上的流体内部将存在浓度梯度,该浓度梯度自壁而向主流流体逐渐减小,通常将壁面附近具有较大浓度梯度的区域称为浓度边界层。

浓度边界层基本介绍

图1是流体纵掠平板时的浓度边界层。当流体以均匀速度和均匀浓度与平板前缘接触后,由于流体中A组分浓度一与平板壁面浓度不同,平板壁面的A组分物质与流体中A组分物质不断发生质量传递,靠近壁面的流体的浓度开始逐渐与壁面浓度接近。随着流体的流动,在流动方向(x)上流体内A组分浓度受平板壁面浓度影响的区域逐渐增大,浓度边界层厚度由零开始逐渐增加,形成如图所示与速度、温度边界层相似的沿着流动方向逐渐增厚的浓度边界层。如图《流体纵掠平板时的浓度边界层》所示

浓度边界层浓度边界层厚度的确定

在平板壁面上的浓度边界层中,设cAS为组分A在固体壁面处的浓度,cA0为边界层外流主体的均匀浓度,cA为边界层内垂直于壁面方向任一处的浓度。浓度边界层厚度为HD,其定义通常规定为=0.99时与壁面的垂直距离,即

显然,浓度边界层、温度边界层和速度边界层三者的定义是类似的,它们均为流动方向距离x的函数。

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