[科普中国]-浓度边界层

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。1

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。1

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速度，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[(cA-cAS)/( cA0-cAS)]=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。2

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张磊 - 副教授 - 西南大学