Barodiffusion in a rotating binary mixture over an infinite rotating disk

Abstract

Barodiffusion (diffusion of species brought about by pressure-gradients) in an isothermal, incompressible, Newtonian binary mixture in a steady, laminar, axisymmetric, rotating motion over an infinite, rotating, impermeable disk is considered. In view of some potential applications the simplifying features of isotopic mixtures are taken into consideration in the formulation of the problem.

An exact solution for the barodiffusion problem analogous to the von Karman flow solutions is given. Results clearly identifying the small but significant separative action of the pressure-gradients in this configuration are presented for Schmidt numbers of order unity (typical of gaseous mixtures).

Zusammenfassung

Es wird die Barodiffusion (durch Druckgradienten hervorgerufene Massendiffusion) in einer isothermen, inkompressiblen, newtonschen binären Mischung betrachtet, die sich über einer unendlichen, rotierenden, undurchlässigen Scheibe in stationärer, laminarer, axialsymmetrischer Rotationsbewegung befindet. Bei der Formulierung des Problems für einige Anwendungsmöglichkeiten sind Vereinfachungen, die besondere Eigenschaften von Isotopengemischen erlauben, bereits berücksichtigt.

Eine exakte Lösung des Barodiffusionsproblems analog zu den von Karmanschen Lösungen für das Strömungsfeld wird angegeben. Ergebnisse werden beschrieben, die den kleinen aber bedeutsamen Trennungseffekt der Druckgradienten für Schmidtzahlen der Ordnung 1 (typisch für Gasgemische) darstellen.