Massa o’tkazishning asosiy qonunlari

Yuklangan vaqt

2024-10-10

Yuklab olishlar soni

1

Sahifalar soni

6

Faytl hajmi

76,8 KB


Massa o’tkazishning asosiy qonunlari Reja: 1. Molekulyar diffuziya qonuni. 2. Turbulent diffuziya. 3. Molekulyar diffuziyaning differensial tenglamasi. Asosiy tayanch tushunchalar va atamalar: Molekulyar diffuziya qonuni, turbulent diffuziya, massa berishning asosiy qonuni, molekulyar diffuziyaning differensial tenglamasi. 1.Molekulyar diffuziya qonuni. Massa o’tkazish jarayonlari bir necha massa almashinish yo’li bilan amalga oshirilishi mumkin: gaz (yoki bug`) va suyuqlik oqimlari orasida; suyuqlik oqimlari orasida; suyuqlik oqimi va qattiq faza orasida; gaz Jarayonning moddiy balansini tuzishga va ishchi chiziq tеnglamasini kеltirib chiqarishga oid. a- qurilmadagi oqimlar sxеmasi; b- y-x koordinatlarida ishchi chizig`ni tasvirlash. - 9 - bug`) oqimi va qattiq faza orasida. Massa o’tkazishning asosiy qonunlari bo’lib molekulyar diffuziya (Fikning 1- qonuni), massa berish (Nyuton – Shukarev Massa o’tkazishning asosiy qonunlari Reja: 1. Molekulyar diffuziya qonuni. 2. Turbulent diffuziya. 3. Molekulyar diffuziyaning differensial tenglamasi. Asosiy tayanch tushunchalar va atamalar: Molekulyar diffuziya qonuni, turbulent diffuziya, massa berishning asosiy qonuni, molekulyar diffuziyaning differensial tenglamasi. 1.Molekulyar diffuziya qonuni. Massa o’tkazish jarayonlari bir necha massa almashinish yo’li bilan amalga oshirilishi mumkin: gaz (yoki bug`) va suyuqlik oqimlari orasida; suyuqlik oqimlari orasida; suyuqlik oqimi va qattiq faza orasida; gaz Jarayonning moddiy balansini tuzishga va ishchi chiziq tеnglamasini kеltirib chiqarishga oid. a- qurilmadagi oqimlar sxеmasi; b- y-x koordinatlarida ishchi chizig`ni tasvirlash. - 9 - bug`) oqimi va qattiq faza orasida. Massa o’tkazishning asosiy qonunlari bo’lib molekulyar diffuziya (Fikning 1- qonuni), massa berish (Nyuton – Shukarev
qonuni) va massa o’tkazuvchanlik qonunlari hisoblanadi. Molekulyar diffuziya qonuni (Fikning 1- qonuni). Molekula, atom, ion va kolloid zarrachalarning xaotik harakati natijasida moddalarning tarqalishi molekulyar diffuziya deb nomlanadi. Ma’lumki, moddalar har doim konstentrastiyasi yuqori zonadan konstentrastiyasi past zonaga qarab tarqaladi. Ushbu qonunga binoan, diffuziya yo’li bilan tarqalgan modda miqdori konstentrastiyalar gradienti, diffuzion oqim yo’nalishidagi perpendikulyar ajratuvchi yuza va jarayon davomiyligiga to’g`ri proporsionaldir: bu yerda dM - diffuziya yo’li bilan tarqalgan massa miqdori; D – diffuziya koeffistienti; c/t konstentrastiyalar gradienti; F – diffuziya o’tayotgan yuza; d - diffuziya davomiyligi. Diffuziya koeffistienti, 1 m2 ajratuvchi yuza orqali 1 soat davomida 1 m oralikdagi konstentrastiyalar farqi 1 ga teng bo’lganda tarqalgan modda miqdorini xarakterlaydi. Tenglamadagi «minus» ishora molekulyar diffuziya jarayonida konstentrastiya kamayib borishini ifodalaydi. Yuqoridagi tenglamadagi diffuziya koeffistientining o’lchov birligini aniqlaymiz: Molekulyar diffuziya koeffistienti o’zgarmas fizik kattalik bo’lib, moddaning diffuziya yo’li bilan qo’zg`almas muhitga kirish qobiliyatini xarakterlaydi. Ushbu koeffistient jarayonning gidrodinamikasiga bog`liq emas. Lekin, u tarqaluvchi modda va muhitning issiqlik-diffuzion xossalari, temperatura va bosimga bog`liqdir. Ya’ni temperatura oshishi va bosim pasayishi bilan uning qiymati ortadi. Odatda, diffuziya koeffistientining qiymatlari adabiyotlardan yoki quyidagi formulalardan aniqlanadi: gazlar uchun: qonuni) va massa o’tkazuvchanlik qonunlari hisoblanadi. Molekulyar diffuziya qonuni (Fikning 1- qonuni). Molekula, atom, ion va kolloid zarrachalarning xaotik harakati natijasida moddalarning tarqalishi molekulyar diffuziya deb nomlanadi. Ma’lumki, moddalar har doim konstentrastiyasi yuqori zonadan konstentrastiyasi past zonaga qarab tarqaladi. Ushbu qonunga binoan, diffuziya yo’li bilan tarqalgan modda miqdori konstentrastiyalar gradienti, diffuzion oqim yo’nalishidagi perpendikulyar ajratuvchi yuza va jarayon davomiyligiga to’g`ri proporsionaldir: bu yerda dM - diffuziya yo’li bilan tarqalgan massa miqdori; D – diffuziya koeffistienti; c/t konstentrastiyalar gradienti; F – diffuziya o’tayotgan yuza; d - diffuziya davomiyligi. Diffuziya koeffistienti, 1 m2 ajratuvchi yuza orqali 1 soat davomida 1 m oralikdagi konstentrastiyalar farqi 1 ga teng bo’lganda tarqalgan modda miqdorini xarakterlaydi. Tenglamadagi «minus» ishora molekulyar diffuziya jarayonida konstentrastiya kamayib borishini ifodalaydi. Yuqoridagi tenglamadagi diffuziya koeffistientining o’lchov birligini aniqlaymiz: Molekulyar diffuziya koeffistienti o’zgarmas fizik kattalik bo’lib, moddaning diffuziya yo’li bilan qo’zg`almas muhitga kirish qobiliyatini xarakterlaydi. Ushbu koeffistient jarayonning gidrodinamikasiga bog`liq emas. Lekin, u tarqaluvchi modda va muhitning issiqlik-diffuzion xossalari, temperatura va bosimga bog`liqdir. Ya’ni temperatura oshishi va bosim pasayishi bilan uning qiymati ortadi. Odatda, diffuziya koeffistientining qiymatlari adabiyotlardan yoki quyidagi formulalardan aniqlanadi: gazlar uchun:
Suyuqliklar uchun bu yerda T – temperatura, K; R - bosim, Pa; VA va VV - jarayonda ishtirok etuvchi moddalar mol hajmi, sm3 /mol; MA va MV - moddalarning molekulyar massasi, kg/kmol;  - dinamik qovushoqlik, mPas; A va V – moddaning tabiatiga bog`liq tajribaviy konstanta; Diffuziya koeffistienti sistemaning agregat holatiga bog`liq. Gazlar uchun D ning qiymatlari (0,11,0)10-4 m 2 /s. Suyuqliklarning diffuziya koeffistienti to’rt darajaga past bo’ladi. Ma’lumki, temperatura ortishi bilan D ortadi, bosim oshishi bilan esa – kamayadi. Gazlardagi diffuziya koeffistienti konstentrastiyaga umuman bog`liq emas. Lekin, suyuqliklarda esa, diffuziya koeffistienti konstentrastiyaga bog`liqligi bor. Paxta yog`ining normal sharoitda ekstrakstion benzindagi diffuziya koeffistienti D = 0,7110-5 sm2 /s; gazning boshqa bir gazdagi tarqalish diffuziya koeffistienti 0,11,0 sm2 /s; gazning suyuqliklardagi diffuziya koeffistienti 104105 marotaba kam bo’lib, tahminan 1 sm2 /sutkaga teng. Xulosa qilib aytganda, molekulyar diffuziya juda sekin o’tadigan jarayondir. 2.Turbulent diffuziya. Turbulent diffuziya. Turbulent tebranish ta’sirida oqimning harakatida bir fazadan ikkinchisiga moddaning tarqalishi turbulent diffuziya deb nomlanadi. Turbulent diffuziya tezligi oqimning turbulentlik darajasiga, jarayonning gidrodinamik rejimida bog`liqdir. Istalgan fazada turbulent diffuziya yo’li bilan tarqalgan moddaning miqdori ushbu tenglamadan topiladi: bu erda d - turbulent diffuziya koeffistienti tenglamadan d – aniqlaymiz. Suyuqliklar uchun bu yerda T – temperatura, K; R - bosim, Pa; VA va VV - jarayonda ishtirok etuvchi moddalar mol hajmi, sm3 /mol; MA va MV - moddalarning molekulyar massasi, kg/kmol;  - dinamik qovushoqlik, mPas; A va V – moddaning tabiatiga bog`liq tajribaviy konstanta; Diffuziya koeffistienti sistemaning agregat holatiga bog`liq. Gazlar uchun D ning qiymatlari (0,11,0)10-4 m 2 /s. Suyuqliklarning diffuziya koeffistienti to’rt darajaga past bo’ladi. Ma’lumki, temperatura ortishi bilan D ortadi, bosim oshishi bilan esa – kamayadi. Gazlardagi diffuziya koeffistienti konstentrastiyaga umuman bog`liq emas. Lekin, suyuqliklarda esa, diffuziya koeffistienti konstentrastiyaga bog`liqligi bor. Paxta yog`ining normal sharoitda ekstrakstion benzindagi diffuziya koeffistienti D = 0,7110-5 sm2 /s; gazning boshqa bir gazdagi tarqalish diffuziya koeffistienti 0,11,0 sm2 /s; gazning suyuqliklardagi diffuziya koeffistienti 104105 marotaba kam bo’lib, tahminan 1 sm2 /sutkaga teng. Xulosa qilib aytganda, molekulyar diffuziya juda sekin o’tadigan jarayondir. 2.Turbulent diffuziya. Turbulent diffuziya. Turbulent tebranish ta’sirida oqimning harakatida bir fazadan ikkinchisiga moddaning tarqalishi turbulent diffuziya deb nomlanadi. Turbulent diffuziya tezligi oqimning turbulentlik darajasiga, jarayonning gidrodinamik rejimida bog`liqdir. Istalgan fazada turbulent diffuziya yo’li bilan tarqalgan moddaning miqdori ushbu tenglamadan topiladi: bu erda d - turbulent diffuziya koeffistienti tenglamadan d – aniqlaymiz.
Turbulent diffuziya koeffistienti vaqt birligi ichida konstentrastiya gradienti birga teng bo’lganda ajratuvchi yuza birligidan turbulent diffuziya yo’li bilan tarqalgan moddaning midorini bildiradi. Uning qiymati jarayonning gidrodinamik rejimiga bog`liq. Bu erda gidrodinamik rejim deganda oqimning tezligi va turbulentlik masshtabi nazarda tutiladi. 3. Molekulyar diffuziyaning differensial tenglamasi. Biror fazaning oqimida ajratib olingan elementar parallelepiped uchun tarqaluvchi moddaning moddiy balansi ko’rib chiqiladi va undan konvektiv diffuziya yoki massa berish jarayonining tenglamasini keltirib chiqarish mumkin (5. Elementar kichik parallelepiped orqali molekulyar diffuziya yo’li bilan modda tarqalayotgan bo’lsin. Agar, dydz, dxdy va dxdz tomonlari orqali Mx, Mz va My miqdorda moddalar o’tayotgan bo’lsa, qarama-qarshi tomonlardan esa Mx+dx, Mz+dz va My+dy miqdorda moddalar chiqadi. Ya’ni, parallelepipedning elementar hajmi dM = ( Mx - Mx+dx)+( My - My+dy) + Mx+dx miqdorda tarqalgan modda yutib oladi. Bunda, moddaning konstentrastiyasi (C/) miqdorga ortadi. Fikning 1 - qonuniga binoan: Xuddi shunday qilib parallelepipedning qolgan tomonlari uchun ham o’tgan moddalar farqini aniqlab olamiz. Parallelepiped bilan yutilgan umumiy modda miqdori: Turbulent diffuziya koeffistienti vaqt birligi ichida konstentrastiya gradienti birga teng bo’lganda ajratuvchi yuza birligidan turbulent diffuziya yo’li bilan tarqalgan moddaning midorini bildiradi. Uning qiymati jarayonning gidrodinamik rejimiga bog`liq. Bu erda gidrodinamik rejim deganda oqimning tezligi va turbulentlik masshtabi nazarda tutiladi. 3. Molekulyar diffuziyaning differensial tenglamasi. Biror fazaning oqimida ajratib olingan elementar parallelepiped uchun tarqaluvchi moddaning moddiy balansi ko’rib chiqiladi va undan konvektiv diffuziya yoki massa berish jarayonining tenglamasini keltirib chiqarish mumkin (5. Elementar kichik parallelepiped orqali molekulyar diffuziya yo’li bilan modda tarqalayotgan bo’lsin. Agar, dydz, dxdy va dxdz tomonlari orqali Mx, Mz va My miqdorda moddalar o’tayotgan bo’lsa, qarama-qarshi tomonlardan esa Mx+dx, Mz+dz va My+dy miqdorda moddalar chiqadi. Ya’ni, parallelepipedning elementar hajmi dM = ( Mx - Mx+dx)+( My - My+dy) + Mx+dx miqdorda tarqalgan modda yutib oladi. Bunda, moddaning konstentrastiyasi (C/) miqdorga ortadi. Fikning 1 - qonuniga binoan: Xuddi shunday qilib parallelepipedning qolgan tomonlari uchun ham o’tgan moddalar farqini aniqlab olamiz. Parallelepiped bilan yutilgan umumiy modda miqdori: