Диффузия

(от лат. Diffusio - распространение, растекание, рассеивание * a. Diffusion. Н. Diffusion. Ф. Diffusion. И. Difusion) - перенос вещества, обусловленный выравниванием его концентрации в первоначально неоднородной системе. Д. - одна из стадий многочисл. Технол. Процессов (адсорбции, сушки, экстрагирования и др.). Д. Имеет место в газах, жидкостях и твёрдых телах. Механизм Д. В этих веществах существенно различен. Д. Происходит вследствие теплового движения атомов, молекул (т.н. Молекулярная Д.) или более крупных частиц вещества. Диффундировать могут как частицы посторонних веществ (примесей), неравномерно распределённых в к.-л. Среде, так и частицы самого вещества среды. В последнем случае процесс сводится к направленному движению частиц вследствие хаотич.

Теплового движения и наз. Самодиффузией. Д. Может возникать также при наличии градиента темп-ры в объёме тела (термодиффузия), градиента давления или под действием гравитац. Поля (бародиффузия). Воздействие внеш. Электрич. Поля вызывает перенос заряженных частиц (электродиффузию). В движущейся среде может возникать конвективная Д., при вихревом движении газа или жидкости- турбулентная Д.Д. Имеет особое значение в шахтах, где она способствует равномерному распределению вредных газов в атмосфере горн. Выработок, предупреждению их опасных скоплений. В неподвижном воздухе имеет место собственно молекулярная Д. (в непроветриваемых выработках и выработанном пространстве, при нарушении вентиляции). В ламинарном воздушном потоке она совмещается с конвективным переносом.

Интенсивность молекулярной Д. В шахтах обычно ниже скорости газовыделения в выработке, что при отсутствии др. Видов газопереноса (кроме молекулярного) приводит к образованию скоплений газов у мест их выделения. Коэфф. Молекулярной Д. Dm не зависит от направления Д. (зависит от свойств диффундирующих газов). Для Д. Метана в воздухе Dm=0,196 см2/с, углекислого газа - 0,142 с м2/с.Перенос вещества при турбулентной (вихревой) Д. Осуществляется в результате хаотич. Движения вихрей разл. Размера. Интенсивность этого вида Д. В шахтах в сотни раз больше молекулярной. Турбулентная Д. Всегда проявляется совместно с молекулярной, а в проветриваемых выработках также и с конвективным переносом. Турбулентная Д. - осн. Фактор выравнивания концентрации выделяющегося газа в поперечном сечении выработки.

Высокая её интенсивность - необходимое условие создания безопасных аэрологии, условий в шахтах. Обеспечивается турбулентным режимом движения воздуха в выработках, ограничением миним. Скорости его движения. Интенсивность турбулентной Д. Может снижаться при выделении в выработку активных газов, в результате чего возможно образование слоевых Местных скоплений газов у кровли и почвы. Коэфф. Турбулентной Д. Зависит от направления Д., интенсивности турбулентности, числа Ричардсона. Значения (поперечного) DT от неск. Единиц до 100 см2/с.Правилами безопасности в негазовых шахтах разрешается проветривание тупиковых выработок дл. До 10 м только за счёт Д. Газов.Литература. Ушаков К. З., Газовая динамика шахт, М., 1984.К. З. Ушаков..