Massa o’tkazishning asosiy qonunlari Reja

Massa o’tkazishning asosiy qonunlari
Reja

1. 
   Molekulyar diffuziya qonuni
   
2. 
   Turbulent diffuziya
   
3. 
   Molekulyar diffuziyaning differensial tenglamasi
   

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 qoimi va qattiq faza orasida; gaz (yoki bug’) oqimi va qattiq faza orasida.
Massa o’tkazishning asosiy qonunlari bo’lib molekular diffuziya (Fikning 1-qonuni), massa berish (Nyuton – Shukarev qonuni) va massa o’tkazuvchanlik qonunlari hisoblanadi.
Molekular diffuziya qonuni (Fikning 1-qonuni). Molekula, atom, ion va kolloid zarrachalarning xaotik harakati natijasida moddalarning tarqalishi molekular diffuziya deb nomlanadi. Ma’lumki, moddalar har doimm konsentratsiyasi yuqori zonadan konsentratsiyasi past zonaga qarab tarqaladi. Ushbu qonunga binoan, diffuziya yo’li bilan tarqalgan modda miqdori konsentratsiyalar gradiyenti, diffusion oqim yo’nalishidagi perpendikuyar ajratuvchi yuza va jarayon davomiyligiga to’g’ri proporsionaldir:
yoki (2.1)
bu yerda, dM – diffuziya yo’li bilan tarqalgan massa miqdori; D – diffuziya koeffitsiyenti; - konsentratsiyalar gradiyenti; F – diffuziya o’tayotgan yuza; d - diffuziya davomiyligi;
Diffuziya koeffitsiyenti, 1 ajratuvchi yuza orqali 1 soat davomida 1 m oraliqdagi konsentratsiyalar farqi 1 ga teng bo’lganda tarqalgan modda miqdorini xarakterlaydi.
Tenglamadagi «minus» ishora molecular diffuziya jarayonida konsentratsiya kamayib borishini ifodalaydi.
(2.1) tenglamadagi diffuziya koeffitsiyentining o’lchov birligini aniqlaymiz:
[D] = [ ] = [ ] = [ ]
Molekular diffuziya koeffitsiyenti o’zgarmas fizik kattalik bo’lib, moddaning diffuziya yo’li bilan qo’zg’almas muhitga kirish qobiliyatini xarakterlaydi. Ushbu koeffitsiyent jarayonning gidrodinamikasiga bog’liq emas. Lekin u tarqaluvchi modda va muhitning issiqlik-diffuzion xossalari, temperature va bosimga bog’liqdir, ya’ni temperatura oshishi va bosim pasayishi bilan uning qiymati ortadi.
Odatda, diffuziya koeffitsiyentining qiymatlari adabiyotlardan yoki quyidagi formulalardan aniqlanadi:
gazlar uchun:
D = 4,35* (2.2)
suyuqliklar uchun:
(2.3)
bu yerda, T – temperatura, K; P – bosim, Pa; va – jarayonda ishtirok etuvchi moddalar mol hajmi, ; va – moddalarning molecular massasi, kg/kmol; - dinamik qovushqoqlik, mPa*s; A va B – moddaning tabiatiga bog’liq tajribaviy konstanta.
Diffuziya koeffitsiyenti sistemaning agregat holatiga bog’liq. Gazlar uchun D ning qiymatlari (0,1…1,0)* . Suyuqliklarning diffuziya koeffitsiyenti to’rt darajaga past bo’ladi. Ma’lumki, temperature ortishi bilan D ortadi, bosim oshishi bilan esa – kamayadi.
Gazlardagi diffuziya koeffitsiyenti konsentratsiyaga umuman bog’liq emas. Lekin suyuqliklarda esa, diffuziya koeffitsiyenti konsentratsiyaga bog’liqligi bor. Paxta yog’ining normal sharoitda ekstraksion benzindagi diffuziya koeffitsiyenti D=0,71* ; gazning boshqa bir gazdagi tarqalish diffuziya koeffitsiyenti 0,1…1,0 ; gazning suyuqliklardagi diffuziya koeffitsiyenti marotaba kam bo’lib, taxminan 1 teng.
Xulosa qilib aytganda , molecular diffuziya juda sekin o’tadigan jarayondir.