Концентрационные волны в двусторонней пластине.

Поток диффузанта в пластину конечной толщины.

В соответствии с первым законом Фика. поток на входе в образец:

Количество вещества (переменная составляющая), вошедшее в образец к момент>г времени t:

Рассмотрим двустороннюю пластину на обеих поверхностях которой происходят гармонические колебания (в одной фазе) концентрации диффузанта. Толщина пластины#=.2/,, коэффициент диффузии постоянен, равновесная концентрация диффузанта в образце соответствует закону Генри; граничное условие i-го рода.Если диффузант - газ, то образец предварительно выдерживают при некотором среднем давлении газа р0 до достижения равномерного распределения диффузанта по толщине равного Гр0, где Г - константа растворимости. В момент времени t=о давление начинает колебаться относительно р0 с амплитудой ^—-.

Распределение безразмерной концентрации диффузанта

где Af - амплитуда С и ф - сдвиг фазы (радианы).

При больших временах экспоненциальный член становится малым и достигается периодически стационарное состояние:

(если ф0=л/2), где амплитуда

Таким образом:

  • 1) Амплитуда отклика зависит как от коэффициента диффузии, так и константы растворимости.
  • 2) Сдвиг фазы отклика не зависит от константы растворимости.
  • 3) Сдвиг фазы уменьшается с увеличением частоты и проходит через минимум.
  • 4) Одного эксперимента при соответствующей частоте, в котором измеряется как амплитуда, так и сдвиг фазы волны, достаточно для определения коэффициента диффузии и константы растворимости.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >