Методика расчета толщины диффузионного слоя

На рис. 2 приведены сечения линий тока раствора вблизи КМ. В центре ВМД образуется электроконвективный вихрь.

Раствор обтекает этот вихрь и перед ним образуется застойная зона. С увеличением падения потенциала размеры электроконвективного вихря уменьшаются и при некотором значении электроконвективный вихрь исчезает. Вдали от оси вращения, линии тока раствора близки к логарифмическим спиралям.

На рис. 3 приведен график концентрации катионов вблизи КМ.

Рисунок 2. Линии тока раствора вблизи мембранного диска в момент времени с при угловой скорости 30 оборотов в минуту и разности потенциала.

Значения концентрации практически линейно уменьшаются в диффузионном слое от постоянного значения до минимального постоянного значения, а затем снова увеличиваются в узкой области вблизи КМ (часть квазиравновесного погранслоя), удовлетворяя граничному условию. В дальнейших рассуждениях этот погранслой, обусловленный граничным условием на концентрацию катионов на поверхности КМ, и поэтому имеющий привнесенный характер и малые размеры, не участвует.

Рисунок 3. График концентрации катионов в момент времени с при угловой скорости 30 оборотов в минуту и разности потенциала.

Как следует из рис. 3, при фиксированном падении потенциала, вдали от центра диска толщина диффузионного слоя практически постоянна. Внешняя граница диффузионного слоя определяется по точке, в которой концентрация меняется на какой-то фиксированный процент (в работе на 5%) от своего начального значения (см. 4). Далее рассчитывается толщина диффузионного слоя .