Mavzu: Mоddа аlmаshinish jаrаyonlаrini hisoblash

Fizik ma’nosi bo’yicha modda berish va modda o’tkazish K koeffitsientlari o’rtasida farq bor, biroq ikkala koeffitsient ham bir xil o’lchov birliklariga ega: m/s, kg/ (m²s), kg/ [m² • s (mol ulushlar)], s/m.
(24.3) va (24.4) tenglamalar yordamida fazalarning kontakt yuzasi F va uning qiymati orqali qurilmaning asosiy o’lchamlari aniqlanadi. M ning qiymati esa moddiy balans tenglamasidan topiladi yoki hisoblab chiqiladi. Modda o’tkazish koeffitsienti va o’rtacha harakatlantiruvchi kuch qiymatlari tegishli tenglamalar yordamida aniqlanadi.
Molekulyar diffuziya
Faza ichida moddaning tarqalishi, umuman olganda, molekulyar diffuziya bilan (agar muhit qo’zg`almas bo’lsa) yoki bir yo’la molekulyar va turbulent diffuziyalar yordami­da (agar muhit harakatchan bo’lsa) yuz beradi.
Molekula, atom, ion va kolloid zarrachalarning tartibsiz issiqlik harakati ta’sirida moddaning tarqalishi molekulyar diffuziya deb ataladi.
Qo’zg`almas muhitda, laminar oqimda va turbulent oqimning fazalarni ajratuvchi yuza yaqinidagi chegara qatlamida modda molekulyar diffuziya yordamida tarqaladi.
Molekulyar diffuziya Fikning birinchi qonuni bilan ifodalanadi. Bu qonunga ko’ra, elementar yuza dF dan ma’lum vaqt davomida tarqalgan moddaning massasi dM uning
konsentratsiyasi gradiyenti ga to’g`ri proporsionaldir:
(5)
yoki
(6)
(6) ifodaga asosan, yuza birligidan (F= 1) vaqt birligi ichida ( = 1) moddaning molekulyar diffuziya bilan tarqa­lishi moddaning solishtirma oqimi (yoki molekulyar diffuziyaning tezligi) deb ataladi:
(7)
Tenglamaning o’ng tomonidagi minus ishora molekulyar diffuziyaning tarqaluvchi komponent konsentratsiyasining kamayishi tomonga qarab borishini ko’rsatadi. Tenglamadagi proporsionallik koeffitsienti D molekulyar diffuziya koeffitsienti yoki diffuziya koeffitsienti deb ataladi. (6) tenglamaga asosan diffuziya koeffitsientining o’lchov birligini aniqlaymiz:

Diffuziya koeffitsienti yuza birligidan vaqt birligi ichida, konsentratsiyasi gradiyenti birga teng bo’lganda, tarqalgan moddaning massasini bildiradi. Molekulyar diffuziya koeffi­sienti fizik o’zgarmas kattalik bo’lib, moddaning diffuziya yo’li bilan qo’zg`almas muhitga kirish qobiliyatini belgilaydi. Diffuziya koeffitsientining qiymati jarayonning gidrodinamik shart-sharoitlariga bog`liq emas.
Diffuziya koeffitsienti tarqaluvchi modda va muhitning xossalariga, harorat va bosimga bog`liq. Odatda diffuziya koeffitsienti haroratning ortishi va bosimning kamayishi (gazlar uchun) bilan ko’payadi. Har bir aniq sharoit uchun D ning qiymati tajriba yo’li bilan yoki tegishli tenglamalar yordamida aniqlanadi. Ko’pchilik moddalar uchun D ning qiymati maxsus adabiyotlarda berilgan bo’ladi.
1-jadvalda normal sharoitdagi ayrim gazlarning havodagi diffuziya koeffitsientlarining qiymatlari keltirilgan.
1-jadval