Institut für Strömungsmechanik und Umweltphysik im Bauwesen

E.4. Transportprozesse infolge DiffusionMassenstrom:durch dA : dṁ = ρ dQ = ρ⃗v dA∫⃗durch A : ṁ = ρ⃗v dA ⃗ entspricht Gl. (E.2) und Gl. (E.9) (E.14)Impulsstrom:Adurch dA :durch A :d ⃗˙ I = dṁ ⃗v = ρ⃗v dQ = ρ⃗v(⃗v dA)⃗∫⃗˙ I = ρ⃗v (⃗v dA) ⃗ entspricht Gl. (E.3) und Gl. (E.10) (E.15)AEnergiestrom:(durch dA : dĖ = e + p ) (dṁ = ρ e + p )⃗v dAρρ⃗durch A : Ė =∫A(ρ e + p )⃗v dA ρ⃗ entspricht Gl. (E.4) und Gl. (E.12) (E.16)E.4 Transportprozesse infolge DiffusionWir haben bisher in diesem Kapitel die Fluidteilchen als Träger ihrer Masse, ihres Impulses und ihrerEnergie betrachtet und kamen aufgrund der Bewegung der Teilchen zum Konzept des Transportes vonMasse, Impuls und Energie. Es handelt sich dabei um einen Transport in Richtung des Geschwindigkeitsvektors(advektiver, manchmal auch konvektiver Transport genannt).Neben der Advektion ist die Diffusion in Richtung eines Konzentrationsgefälles der zweite wichtigeMechanismus eines Transports. Denken wir z.B. an die Diffusion von gelöstem Salz von Bereichenhoher Konzentration zu denen niedriger Konzentration sowie an die Wärmeleitung von Bereichenhoher Temperatur zu denen niedriger Temperatur. Ganz analog gibt es einen Transport des Impulsesvon Bereichen hohen Impulses zu denen niedrigen Impulses.Die Gesetzmäßigkeiten dieser Prozesse hängen eng zusammen mit den internen Strömungsmechanismen,die vor allem durch die Eigenschaft der Turbulenz und der Fluidviskosität geprägt sind, und diewir später noch einmal aufgreifen werden.- 49 -