ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие......................................................3
Часть первая
СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
ТУРБУЛЕНТНОГО МАССОПЕРЕНОСА
Глава 1. Основные закономерности конвективного массопереноса.....6
1.1. Уравнение конвективной диффузии..........................6
1.2. Прохождение электрического тока через растворы
электролитов ............................................. 9
1.3. Диффузионный пограничный слой ........................... 14
Литература .................................................21
Глава 2. Гидродинамика жидкостных турбулентных потоков..........23
2.1. Некоторые сведения из динамики вязкой несжимаемой жидкости...................................23
2.2. Структура и характерные масштабы пристенной турбулентности....................................30
2.2.1 .Профиль осредненной скорости.....................30
2.2.2. Интенсивность турбулентных пульсаций скорости..........33
2.2.3. Пространственно-временные масштабы пристенной турбулентности......................36
Литература .................................................. 40
Глава 3. Принципы описания процессов переноса в турбулентных потоках............................44
3.1. Основная проблема турбулентного массопереноса............44
3.2. Эмпирические теории турбулентного переноса .............. 45
3.3. Полуэмпирические теории турбулентного переноса...........47
3.4. Аналогия Рейнольдса о подобии механизмов турбулентного
переноса импульса и вещества ............................ 52
3.5. Теория турбулентной диффузии Тейлора .................... 53
3.6. Статистические методы в теории турбулентного переноса...........55
Литература ...............................................60
Глава 4. Линейная статистическая теория турбулентного
диффузионного слоя постоянной толщины ...........65
4.1. Цели и основные предпосылки линейной статистической
теории турбулентного массопереноса ...................... 65
4.2. Замкнутое уравнение турбулентного массопереноса..........67
4.3. Массоперенос при больших значениях молекулярного
числа Прандтля .......................................... 70
4.4. Турбулентный массоперенос при умеренных и малых
значениях молекулярного числа Прандтля .................. 77
4.5. Об аналогии Рейнольдса .................................. 82
Литература ................................................. 86
Глава 5. Тензорные и нелокальные эффекты турбулентного массопереноса в развивающемся вдоль поверхности диффузионном слое ..................................... 87
5.1. Качественная картина явления ............................ 88
5.2. Тензорное уравнение турбулентного потока вещества........90
5.3. Структура турбулентного диффузионного слоя, развивающегося
вдоль поверхности электрода ..............................91
5.4. Профиль средней концентрации и длина входного участка....95
5.5. Выпрямление турбулентных пульсаций фарадеевского тока....99
Литература ................................................. 103
Глава 6. Нелинейная статистическая теория турбулентного
масссопереноса.......................................103
6.1. Уравнение для турбулентного потока диффузии ............ 104
6.2. Массоперенос вблизи твердой границы при больших числах Прандтля (Pr>> 1)..........108
6.3. Турбулентный массоперенос в буферной зоне и логарифмической области.................. 111
Литература ................................................. 112
Часть вторая ФАРАДЕЕВСКИЙ ТУРБУЛЕНТНЫЙ ШУМ
Глава 7.Турбулентный шум предельного тока диффузии ........... 113
7.1. Способы описания шумовых процессов ..................... 113
7.2. Корреляции пульсаций токов, протекающих через систему электродов......................116
7.3. Корреляции пульсаций плотности потока массы через
границу жидкость/твердое тело .......................... 118
7.4. Турбулентный шум изолированного микроэлектрода ......... 119
7.4.1. Корреляция пульсаций плотности потока массы
на изолированном электроде.....................120
7.4.2. Спектральная плотность пульсаций тока изолированного микроэлектрода..................123
7.4.3. Численный расчет частотных характеристик турбулентного диффузионного слоя микроэлектрода.....129
7.4.4. Качественный анализ передаточных свойств турбулентного диффузионного слоя......136
7.4.5. Влияние емкости двойного электрического слоя и омического падения напряжения на величину турбулентного шума предельного диффузионного тока микроэлектрода..............137
7.5. Фарадеевский турбулентный шум в условиях равнодоступности поверхности электрода.142
7.5.1. Возможные типы равнодоступных поверхностей в условиях турбулентного режима движения электролита....................................142
7.5.2. Турбулентный шум системы электродов, находящихся внутри большого общего электрода... 144
7.5.3. Турбулентный шум изолированного электрода......147
Литература ................................................. 150
Глава 8. Электрохимические цепи переменного тока при наличии
пульсаций гидродинамической скорости электролита...... 151
8.1. Гидроэлектрохимический импеданс границы раздела
твердый электрод/жидкий электролит ..................... 151
8.2. Гидроэлектрохимический импеданс для схемы Эршлера-Рендлса .........................153
8.3. Гидроэлектрохимический импеданс электродного процесса,
включающего две адсорбционные стадии ................... 158
8.4. Гидроэлектрохимический импеданс электродных процессов, включающих стадию электрохимической десорбции или замедленной рекомбинации ............................... 163
Литература .................................................166
Часть третья
ГИДРОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ТУРБУЛЕНТНЫХ ПОТОКАХ
Глава 9. Вольтамперометрия в условиях вынужденной конвекции ............................................ 168
9.1. Основные направления использования гидродинамических методов в электрохимии......168
9.2. Экспериментальные устройства для гидроэлектрохимических измерений и способы ускорения массопереноса.........171
9.2.1. Вращающиеся электроды..........................171
9.2.2. Неподвижные электроды в размешиваемом растворе 178
9.2.3. Другие способы интенсификации массопереноса и их
применение в технических системах..............184
9.3. Порядок реакции и поляризационные характеристики
быстрых электродных процессов .......................... 186
9.4. Исследование химических реакций в гомогенной фазе.......199
9.5. Обнаружение и исследование промежуточных и конечных
продуктов многостадийных электродных процессов..........207
Литература.................................................. 215
Глава 10. Метод гидроэлектрохимического импеданса.............222
10.1. Нестационарные процессы на вращающемся дисковом электроде в условиях модуляции скорости вращения диска..........222
10.2. Турбулентные пульсации как инструмент исследования
кинетики электрохимических процессов .................. 228
10.3. Определение закона затухания коэффициента турбулентной
диффузии вблизи твердой поверхности ................... 231
Литература .................................................234
Глава 11. Электродиффузионный метод исследования пристенных гидродинамических характеристик турбулентных потоков ............................................. 236
11.1. Общая характеристика и функциональные возможности
электродиффузионного метода ........................... 236
11.2. Измерение среднего значения напряжения трения..........240
11.2.1. Амплитудный метод.............................240
11.2.2. Времяпролетные методы........................241
11.2.3. Определение точки отрыва турбулентного потока 244
11.3. Измерение турбулентных пульсаций скорости в вязком подслое ...............................245
11.3.1. Измерение пульсаций трения....................245
11.3.2. Измерение пульсаций нормальной составляющей скорости......................................249
11.4. О возможности использования электродиффузионных датчиков турбулентных пульсаций для выполнения дополнительной операции интегрирования .............................252
Литература .................................................256
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Некоторые свойства векторного оператора Гамильтона
"Набла" .......................................... 259
Приложение 2. Конвективная диффузия вблизи твердой поверхности
с резким изменением граничных условий.............260
Приложение 3. Анализ выражения для турбулентного потока вещества
внутри вязкого подслоя (Pr >> 1)................264
Приложение 4. Алгоритм численного расчета и вычисление
асимптотических пределов передаточных функций для коррелятора пульсаций тока и коррелятора пульсаций плотности тока ..................................269
Приложение 5. Основные параметры электродных процессов и уравнения теории замедленного разряда ..................... 274
Литература ....................................................279
Основные математические обозначения............................281
(“Турбулентный диффузионный слой в электрохимических системах” Б.М. Графов, С.А. Мартемьянов, Л.Н.Некрасов 1990)
Книгу можно скачать на www.librus.ru