1-2 Amaliy mashg`ulot Mavzu: Massa almashinish jarayonlari. Massa almashinish turlari

Massa o’tkazishning asosiy qonunlari

Massa o’tkazish jarayonlari bir necha massa almashinish yo’li bilan amalga oshirilishi mumkin: gaz (yoki bug`) va suyuqilik oqimlari orasida; suyuqlik oqimlari orasida; suyuqlik oqimi va qattiq faza orasida; gaz (yoki bug`) oqimi va qattiq faza orasida.

Massa o’tkazishning asosiy qonunlari (Fikning 1- qonuni), massa berish (Nyuton – Shukarev qonuni) va massa o’tkazuvchanlik qonunlari xisoblanadi.

Molekulyar diffuziya konuni (Fikning 1- k,onuni). Molekula, atom, ion

va kolloid zarrachalarning xaotik xarakati natijasida moddalarning tarqalishi molekulyar diffuziya deb nomlanadi. Ma’lumki, moddalar xar doim konstentrastiyasi yuqori zonadan konstentrastiyasi past zonaga qarab tarqaladi. Ushbu qonunga binoan, diffuziya yo’li bilan tarqalgan modda miqdori konstentrastiyalar gradienta, diffuzion oqim yunalishidagi perpendikulyar ajratuvchi yuza va jarayon davomiyligiga to’g`ri proporstionaldir:

`yoki (1)

bu yerda dM -diffuziya yo’li bilan tarqalgan massa miqdori; D — diffuziya koeffistienti; ∂c/∂t konstentrastiyalar gradienta; F — diffuziya o’tayotgan yuza; d - diffuziya davomiyligi.

Diffuziya koeffistienti, 1 m² ajratuvchi yuza orqali 1 soat davomida 1 m oraliqdagi konstentrastiyalar farqi 1 ga teng bo’lganda tarqalgan modda miqdorini xarakterlaydi.

Tenglamadagi «minus» ishora molekulyar diffuziya jarayonida konstentrastiya kamayib borishini ifodalaydi.

(1) tenglamadagi diffuziya koeffistientining o’lchov birligini aniqlaymiz:

Molekulyar diffuziya koeffistienti o’zgarmas fizik kattalik bo’lib, moddaning diffuziya yo’li bilan qo’zg`almas muxitga kirish qobiliyatini xarakaterlaydi. Ushbu koeffistint jarayonning gidrodinamikasiga bog`liq emas. Lekin, u tarkaluvchi 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 aniklanadi:

gazlar uchun:

Suyuqliklar uchun:

bu yerda T - temperatura, K; R -bosim, Pa; V_A va V_B -jarayonda ishtirok etuvchi moddalar mol xajmi, sm³/mol; M_A va M_B -moddalarning molekulyar massasi, kg/kmol; μ -dinamik qovushoqlik, mPa∙s; A va V- moddaning tabiatiga bog`liq, tajribaviy konstanta.

Diffuziya koeffistienti sistemaning agregat dolatiga bog`liq. Gazlar uchun D ning qiymatlari (0,1... 1,0)-10^-4 m²/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.