电化学反应组分的传输

在为任何活性流体定义和参数化反应之前,需要知道流体混合物的化学成分。 对于电化学反应,同样如此。

Simcenter STAR-CCM+ 中的电化学反应可以转换常规组分和电化学组分混合物中的反应组分。

组分

术语“组分”指的是化学反应的任何组分。 例如,在氢的氧化反应中:
1. EQUATION_DISPLAY
H2+12O2H2O
(4070)

有三个组分:两个反应组分 — 氢 ( H 2 ) 和氧 ( O 2 ) 以及一个产物组分 — 水 ( H 2 O )。 在 Simcenter STAR-CCM+ 中,定义为多组分液体或多组分气体的不带电组分称为组分。

电化学组分

使用电化学组分模型对充电组分(例如离子或包含多个分子的带电颗粒)建模。 离子是带电原子、原子组或分子,因为它们包含数量比质子更多或更少的电子。 如果环绕原子核的电子数大于该核中的质子数,这种颗粒称为负离子。 相反,如果环绕原子核的电子数小于质子数,则这种颗粒称为正离子。

当考虑电化学反应时,术语“电化学组分”指的是参与电化学反应的充电组分(如离子)。 例如,在以下反应中:
2. EQUATION_DISPLAY
H + + O H H 2 O
(4071)

有两个电化学组分:氢离子( H + ,质子)和氢氧离子 ( O H )。

作为带电物质,电化学组分受库仑力影响,因此可通过电场进行传输。 此过程称为迁移。 因此,当应该分隔组分时,或在不移动与流体相互作用的零部件的情况下抽取组分时,即使没有电化学反应,电化学组分建模也非常有用。

以下章节中列出的质量平衡方程用于确定电化学反应系统中反应组分的空间分布。 这些平衡取决于描述电势和速度的关系,通常需要保留电中和。 速度通常由流体流确定。 电势的控制方程因是否存在大电流密度而异。