フィックの拡散

質問

フィックの拡散第一法則の式において，対流がある場合ってどんな式になるのでしょうか？？教えてください！！

回答No.1

noname#252183 · ベストアンサー

Googleで見つけた「物質移動工学」九州大学↓からまとめました。<>は添字。
(4)式がご質問への回答。

■フィックの拡散第１法則（定常状態）
　J<A> ＝ －D・dC<A>/dｚ　・・・(1)

■対流による成分の輸送：
　成分A: C<A>・U　・・・(2)
　成分B: C<B>・U ・・・(3)

■Fickの法則の一般形（定常状態）
　N<A> ＝ J<A> + C<A>・U　
　　　＝ －D・dC<A>/dz + x<A>・(N<A> + N<B>)・・・(4)

■等モル相互拡散⇒ (4)式右辺 N<A> + N<B>＝0
　N<A> ＝ D・(C<A1> - C<A2>) / (Z<2> - Z<1>)・・・(5)

■一方拡散
　N<A> ＝( D/x<BM>)・(C<A1> - C<A2>) / (Z<2> - Z<1>)・・・(6)

J<A>(mol/m2s)：成分Aの分子拡散によるｚ方向モル流速
C<A>(mol/m3)：成分Aのモル濃度
D(m2/s)：成分B中の成分Aの拡散係数、D<AB>=D<BA> ゆえ添字略
z(m)：位置座標
U(m/s)：流体(系全体)のz方向速度
N<A>(mol/m2s)：成分Aのｚ方向モル流速
N<B>(mol/m2s)：成分Bのｚ方向モル流速
x<A>＝C<A>/{C<A>+C<B>}：Aのモル分率
x<BM>：溶媒B成分の対数平均モル分率。A希薄なら≒1
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引用テキストはppt形式で全12巻。
紙に印刷し、読みながら空白を鉛筆で埋める形式のため、理解が深まりお勧めです。
私的には定常拡散は前からの疑問あり、このテキストで基礎から勉強させて頂いてます。

参考URL：

http://www-lab6.chem-eng.kyushu-u.ac.jp/lab6HP/lecture/bussitsuido/bussitsuido(2).ppt

お礼

なるほど！！
フィックの法則の一般形を用いればいいんですね。
参考URLも利用させて頂きます。ありがとうございました。