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seiko

新虫 (初入文坛)

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虫号: 2006059
注册: 2012-09-16
专业: 水环境与生态水利

[求助] 单相扩散和气-液相扩散已有1人参与

问题如图所示（图在我电脑上是好的，上传后成横着了！），上半部分是空气，下半部分是水。
   条件：需要说明的是，水体是延伸到无穷远处的。
            假设系统处于静止状态，即仅考虑气体扩散至水中，并在水中扩散。
求：保持上部分气体，保持0.8mpa需要的补气量。（可以给定时间尺度）

=================== 自己思考的分割线，烦请各位能否先给出您的思路，然后再看我下面的思路，如果您有更好的思路务必告诉我==============
我也不是伸手党。自己也查了很多资料，但是有些问题弄不明白。
开始自己想的是空气溶解在水中，知道空气在给定压力的溶解量，如果知道水体体积，就可以求解出其补气量了。

那么接下来的问题就是：求解水体体积了。这里的问题是，水体体积是无穷大的。那么我就需要设定条件，条件就是时间。
1.如果时间尺度足够长，空气是否会不断的溶解？

（我认为理论上是会的，但是其随着边界附近的水体内空气浓度增加，传质速度会减慢，一段时间后，可认为空气不再溶解，但是这个时间如何计算？）
  随后我又否定自己了，边界附近？这个附近有多远，要知道水体是无限的，究竟传质会不会减慢？  所有关于这些尺度的问题自己都很困惑。

2.在上述问题情况下，到达空气不溶解时，时间为t。那么在<t时，空气在水中扩散的距离如何计算？
  （如果我能求出某时刻空气所能到的距离d，那么我可以近似认为所求水体体积为  d的半球形水体）
3. 上述都是空想出来的，实际问题时遇到浓度梯度的问题，这个梯度在实际情况下不是恒量，我如何简化模型。

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