Про проблеми фізичної інтерпретації тензора дифузійних напружень і кінетичної енергії дифузії

Abstract

а прикладі двокомпонентної суміші обговорюються питання, пов’язані з фізичною інтерпретацією виразів, що містять дифузійну швидкість компонент. Такі складові є в рівняннях балансу кількості руху й енергії суміші. Показано, що наслідком означення дифузійної швидкості як різниці швидкостей компоненти і центру маси суміші є труднощі фізичної інтерпретації тензора дифузійних напружень (у рівняннях балансу кількості руху) й кінетичної енергії дифузії (у рівнянні балансу енергії). Просту фізичну інтерпретацію має лише добуток густини компоненти та її дифузійної швидкості у рівнянні балансу маси, тобто густина дифузійного потоку маси. Показано, що у випадку сумішей із більше ніж двох компонент виникають труднощі у формулюванні конститутивних рівнянь, які означають дифузійні потоки маси.

The problems with physical interpretation of mathematical expressions containing diffusive velocity term of a component are presented basing on the two-component mixture example. Such expressions one can meet in the momentum balance and energy equations for the mixture. It is shown, that as a result of definition of that velocity as a difference between velocity of a component and velocity of mass center the problems arise concerned with physical interpretation of diffusion stress tensor and kinetic energy of diffusion. An easy interpretation has only a product of component density and its diffusion velocity (defining a density of mass diffusion flux), occurring in mass balance equation It is also shown that problems concerned the formulation of constitutive equations describing diffusion fluxes of mass arise in case of mixtures consisting of more than two components.

На примере двухкомпонентной смеси обсуждаются проблемы, связанные с физической интерпретацией выражений, содержащих диффузионную скорость компонент. Такие выражения выступают в уравнениях баланса количества движения и энергии смеси. Показано, что следствием определения диффузионной скорости, как разности скоростей компоненты и центра масс являются трудности, связанные с физической интерпретацией тензора диффузионных напряжений (в балансе количества движения) и кинетической энергии диффузии (в балансе энергии). Простую физическую интерпретацию имеет только произведение плотности компоненты и её диффузионной скорости, т. е. плотность диффузионного потока массы. Показано, что при наличии более чем двух компонент возникают трудности в формулировке конституционных уравнений, определяющих диффузионные потоки массы.