Точное решение уравнения диффузии через капилляр для трехкомпонентной смеси

Приведено точное решение стационарной системы уравнений устойчивой трехкомпонентной диффузии во всем диапазоне концентраций для длинного капилляра в условиях регулируемого перепада давления на капилляре. Решение позволяет рассчитать распределение концентраций компонентов и плотности смеси вдоль капилляра. Показано, что при сильно различающихся коэффициентах диффузии возможно возникновение экстремума плотности смеси внутри капилляра. В частности, если в верхней колбе смесь имеет плотность, меньшую, чем в нижней колбе, и в целом стратификация системы устойчива, то внутри капилляра может возникнуть область с обратным градиентом плотности, неустойчивая к гравитационной конвекции. Сравнение с результатами эксперимента показало, что все случаи нарушения устойчивости к гравитационной конвекции соответствуют возникновению экстремума плотности смеси в канале при стационарной диффузии.