Teoria dyfuzji wieloskładnikowej w ośrodkach płynnych

Burghardt, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Teoria dyfuzji wieloskładnikowej w ośrodkach płynnych

Autorzy

Burghardt A.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Theory of multicomponent diffusion in fluid systems

Języki publikacji

Abstrakty

Celem niniejszego opracowania jest przedstawienie szczegółowych równań dyfuzji wieloskładnikowej, wyprowadzonych w oparciu o mechaniczną teorię dyfuzji wieloskładnikowej. Porównano różne postacie równań definiujących siły napędowe dyfuzji wieloskładnikowej (uogólnione równania Maxwella-Stefana i Ficka-Onsagera). Przedstawiono również inne teorie dyfuzji (termodynamika nierównowagowa, mechanika statystyczna).

The aim of the study is to present in detail the constitutive equations of multicomponent diffusion derived on the basis of the mechanical theory of multicomponent diffusion. Various formulations of the diffusion driving force have been compared (generalized Maxwell-Stefan, generalized Fick-Onsager equations). Other theories of the multicomponent diffusion (nonequilibrium thermodynamics, statistical mechanics) have been also discussed.

Słowa kluczowe

mechaniczna teoria dyfuzji wieloskładnikowej uogólnione równanie Maxwella-Stefana uogólnione równanie Ficka-Onsagera termodynamika nierównowagowa mechanika statystyczna

mechanical theory of multicomponent diffusion generalized Maxwell-Stefan equation generalized Fick-Onsager equation nonequilibrium thermodynamics statistical mechanics

Wydawca

Instytut Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

Czasopismo

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

Rocznik

2016

Tom

nr 20

Strony

17--61

Opis fizyczny

Bibliogr. 50 poz.

Twórcy

autor

Burghardt A.

Instytut Inżynierii Chemicznej PAN Gliwice, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

Bibliografia

[1]. Bird R.B., Stewart W.E., Lightfoot E.N., 2002. Transport phenomena. John Wiley, New York.
[2]. Curtiss C.F., Bird R.B., 1999. Multicomponent diffusion. Ind. Eng. Chem. Res., 38, 2515-2522.
[3]. Curtiss C.F., Bird R.B., 1996. Multicomponent diffusion in polimeric liquids. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 93, 7440-7445.
[4]. Cussler E.L., 1997. Diffusion: Mass transfer in fluid systems. Cambridge University Press, Cambridge, U.K.
[5]. Lightfoot E.N., 1994. Transport phenomena in living systems. John Wiley, New York.
[6]. Slattery J.C., 1981. Momentum, energy and mass transfer in continua. Second Ed., R.E. Krieger Publishing Company Hungtington, New York.
[7]. Slattery J.C., 1999. Advanced Transport phenomena. Cambridge University Press, Cambridge, U.K.
[8]. Taylor R., Krishna R., 1993. Multicomponent mass transfer. John Wiley, New York.
[9]. Wesselingh J.A., Krishna R., 2000. Mass transfer in multicomponent mixtures. The Netherlands: Delft University Press.
[10]. Kerkhof P.J.A.M., Geboers M.A.M., 2005a. Toward a unified theory of isotropic molecular transport phenomena. AIChE. J., 51, 79-121.
[11]. Kerkhof P.J.A.M., Geboers M.A.M., 2005b. Analysis and extension of the theory of multicomponent fluid diffusion. Chem. Eng. Sci., 60, 3129-3167.
[12]. Chapman S., Cowling T.G., 1970. The Mathematical theory fo non-uniform gases. Cambridge University Press, Cambridge, U.K.
[13]. Hirschfelder J.O., Curtiss C.F., Bird R.B., 1964. Molecular theory of gases and liquids. Wiley, New York.
[14]. Fick A., 1855. Über diffusion. Ann. Phys. Chem., 94, 59-86.
[15]. Onsager L., 1945. Theories and problems of liquid diffusion. Ann. N. Y. Acad. Sci., 46, 241-265.
[16]. Maxwell J.C., 1866. On the dynamical theory of gases. Phil. Trans. Roy. Soc., London, 157, 49-88.
[17]. Maxwell J.C., 1868. On the dynamical theory of gases, (with corrections). Philos. Mag., 35, 129-145, 185-217.
[18]. Stefan J., 1871. Über das gleichgewicht und die bewegung insbesondere die diffusion von gasgemengen. Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien, 63, 63-124.
[19]. de Groot S.S., Mazur P., 1962. Non-equilibrium thermodynamics. North Holland Publication Co. Amsterdam, The Netherlands.
[20]. Haase R., 1969. The termodynamics of irreversible processes. Addison-Wesley, London, U.K.
[21]. Kuiken G.D.C., 1994. Thermodynamics of irreversible processes. John Wiley, Chichester, U.K.
[22]. Truesdell C., 1984. Rational thermodynamics. Springer-Verlag, New York.
[23]. Grad H., 1949. On the kinetic theory of rarefied gases. Commun. Pure Appl. Math., 2, 331-407.
[24]. Zhdanov V., Kagan Y., Sazykin A., 1962. Wpływ lepkościowego przenoszenia pędu na dyfuzję w rozrzedzonych mieszaninach gazów. Żurnał Eksperimentalnoi i Teoreticzeskiej Fiziki, 15,596-602.
[25]. Agarwal U.S., Dutta A., Mashelkar R.A., 1994. Migration of macromolecules under flow the physical origin and engineering applications. Chem. Eng. Sci., 49, 1693-1717.
[26]. Cunnigham R.E., Williams R.J.J., 1980. Diffusion in gases and porous media. Plenum Press, New York.
[27]. Mason E.A., Malinauskas A.P., 1983. Gas transport in porous media: The dusty gas model. Elsevier, Amsterdam, The Netherlands.
[28]. Kerkhof P.J.A.M., 1996. A modified Maxwell-Stefan model for transport through inert mambranes: the binary friction model. Chem. Eng. J., 64, 319-343.
[29]. Atkin R.J., Craine R.E., 1976. Continuum theories of mixtures: basic theory and historical development. Quart. J. Mech. Appl. Math., 29, 209-244.
[30]. Bowen R.M., 1967. Toward a thermodynamics and mechanics of mixtures. Arch. Ration. Mech. Anal. 28, 1-39.
[31]. Müller I., 1968. A thermodynamic theory of mixtures of fluids. Arch. Ration. Mech. Anal., 28, 1-39.
[32]. Snell F.M., Spangler R.A., 1967. A phenomenological theory of transport in multicomponent systems. J. Phys. Chem., 71, 2503-2510.
[33]. Truesdell C., 1962. Mechanical basis of diffusion. J. Chem. Phys., 37, 2336-2344.
[34]. Datta R., Vilekar S.A., 2010. The continuum mechanical theory of multicomponent diffusion in fluid mixtures. Chem. Eng. Sci., 5976-5989.
[35]. Whitaker S., 1986. Transport processes with heterogeneous reactions. In: S. Whitaker, A.E. Casano (eds.), Concepts and Design of Chemical Reactors, Gordon and Breach, New York.
[36]. Bearman R.J., Kirkwood J.G., 1958. Statistical mechanics of transport processes. XI. Equations of transport in multicomponent systems. J. Chem. Phys., 28, 130-145.
[37]. Snell F.M., Aranow R., Spangler R.A., 1967. Statistical – mechanical derivation of partial molecular stress tensors in isothermal multicomponent systems. J. Chem. Phys., 47, 4959-4969.
[38]. Bielenberg J.R., Brenner H., 2005. A hydrodynamic/Brownian motion model of thermal diffusion in liquids. Physica A, 356, 279-293. DOI: 10.1016/j.physa.2005.03.033.
[39]. Lamm S.H., 2006. Multicomponent diffusion revisited. Phys. Fluids, 18, 073101. DOI:10.1063/1.2221312.
[40]. Ramshaw J.D., 1993. Hydrodynamic theory of multicomponent diffusion and thermal diffusion in multitemperature gas mixtures. J. Non-Equilib. Thermodyn., 18, 121-134.
[41]. Laity R.W., 1959. General approach to the study of electrical conductance and its relation to mass transport phenomena. J. Chem. Phys., 30, 682-691.
[42]. Lamm O., 1957. An analysis of the dynamical equations of three component diffusion for the determiantion of friction coefficients. J. Phys. Chem., 61, 948-952.
[43]. Spiegler K.S., 1958. Transport processes in ionic membranes. Trans. Faraday Soc., 54, 1408-1428.
[44]. Tyrrell H.J.V., Harris K.R., 1984. Diffusion in liquids. Butterworth, London, U.K.
[45]. Eu B.C., 1992. Kinetic theory and irreversible thermodynamics. Wiley Intersicence, New York.
[46]. Ferziger J.H., Kaper H.G., 1972. Mathematical theory of transport processes in gases. Elsevier, Amsterdam, North-Holland, The Netherlands.
[47]. Mason E.A., Malinauskas A.P., Erans R.B., 1967. Flow and diffusion of gases in porous media. J. Chem. Phys., 46, 3199-3216.
[48]. Remick R.R., Geankoplis C.J., 1973. Binary diffusion of gases in capillaries in the transition region between Knudsen and molecular diffusion. Ind. Eng. Chem. Fund., 12, 214-220.
[49]. Zhdanov V.M., Roldughin V.I., 2002. Kinetic phenomena in the diffusion of gases in capillaries and porous bodies. Colloid J., 64 (1), 1-24. (Przetłumaczone z Kolloidnyj 􀄩urnał, 64 (1) 5-29).
[50]. Poling B.E., Prausnitz J.M., O’Connell J.P., 2001. The properties of gases and liquids. Fifth ed. McGraw-Hill, New York.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-1c483c5e-8cbe-41aa-999c-c4d2c776c1bd