Молекулярный и конвективный перенос массы

Прежде чем переходить к общему закону сохранения массы, приведем частные закономерности переноса массы.
Закон Фика. В 1855 году немецкий физик Адольф Фик сформулировал следующий закон молекулярного переноса массы:

,(2.1)

где j - поток массы, то есть переносимое через нормальную единичную площадку количество массы за 1 с; - плотность переносимой массы кг/м³, n - нормаль к единичной площадке; D - коэффициент диффузии.

В принятой системе единиц эти величины имеют следующие единицы измерения:

[j] = кг/(м²c), [ ] = кг/м³, [n] = м, [D] = м²/с.

Если концентрация вещества измеряется не в кг/м³, а в других единицах, например, относительная концентрация м³/м³=%, объемная м³, то единицы измерения коэффициента диффузии будут иные.

Коэффициент диффузии меняется в очень широких пределах: на десять порядков, от 10^-4 до 10^-14 м²/с.

Если помимо молекулярного переноса массы существует и конвективный, то общий поток массы описывается обобщенным законом Фика

,(2.2)

где V_x - составляющая скорости в направлении оси x, если ось x и направление нормали совпадают, то n = x.

Рассмотрим перенос массы в движущейся среде.