توزیع غلظت درجریان آشفته

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

توزیع غلظت درجریان آشفته

1-21 نوسانات غلظت و غلظت هموارشده زمانی

2-21 هموار سازی زمانی معادله تداوم A

3-21 حالات نیمه تجربی سیلان جرم آشفته

4-21 تقویت انتقال جرم بوسیله یک واکنش مرتبه اول در جریان آشفته

5-21 ترکیب آشفته و جریان آشفته با واکنش مرتبه دوم

در فصلهای پیشین ما معادلاتی را برای پخش در یک مایع یا جامد استنباط کرده ایم و نشان داده ایم که چگونه حالات توزیع غلظت مشوط بر عدم وجود آشفتگی مایع بدست خواهند آمد بعد از آن ما توجهخود را به انتقال جرم در جریان آشفته منعطف خواهیم نمود .

مبحث کنونی کاملاُ شبیه فصل 13 است و بیشتر مطالب با قیاس قابل دستیابی هستند بخصوص موارد 4-13 ، 5-13 ، 6 –13 با جایگزینی مقادیر انتقال حجم به طور کاملتری آزمایش شده اند . چرا که گستره اعداد اثمیت که به طور آزمایشی قابل دسترسی هستند به طور گسترده ای از اعداد prandtl بیشتر است .

ما خودمان را به سبستمهای بایزی ایزوترمان محدود کرده و تراکم جرم و پراکندگی را ثابت فرضمی نمائیم بنابر این معادله تمایزی جرمی توصیف کنندهپخش در یک مایع سیال ( معادله 16 – 1901 ) به همان شکلی است که برای هدایت گرما در یک مایع سیال ( معادله 9 – 1102 ) به کار رفته است ، به جز مورد واکنش شیمیایی در حالت قبلی .

1 – 21 نوسانات غلظت و غلظت هموار شده زمانی.

مبحث 1 – 13 در باره نوسانات دما و هموار سازی زمانی برای غلظت مولار C A قابل قیاس می باشد . در یک جریان آشفته C A یک تابع سرعت نوسان کننده ای است که بعنوان مجموع مقدار هموار شده زمانی C A و نوسان غلظت آشفته C A بدست می آید .

C A= C A+ C A` که مشابه معادله 1 – 1301 برای دما است . با کمک تعریف ما می بینیم که C A مساوی صفر است . اما مقادیری همچون C A VY, Vx C A , Vz C A صفر نیستند چرا که نوسانات محلی در غلظت و شدت مستقل از یکدیگر نیستند .

پروفایلهای غلظت همواره شده زمانی ( , Y ,Z ,Y X ) C A مواردی هستند که برای مثال بوسیله کسب نمونه هایی از جریان مایع در نقاط و زمان های گوناگون اندازه گیری می شوند و در جریان لوله با انتقال جرم در دیواره قابل انتظار است که غلظت هموار شده زمانی C A فقط بطور اندکی با وضعیت در مرکز آشفته تقاوت داشته باشد ، جائیکه انتقال بوسیله جریان های مخالف آشفته غالب هستند . در منطقه حرکت آهسته نزدیک سطح محدوده از طرف دیگر ، غلظت C A در فاصله اندکی از مقدار مرکز آشفته به مقدار دیواره ، تغییر می کند . گرادیان غلظت شیب ، سپس همراه می شود با پروسه کند پخش مولکولی در لایه دور باطل در مقابل انتقال سریع جریان مخالف در مرکز آشفته .

2102 هموار سازی زمانی معادله تداوم A

ما با معادله تداوم برای نوع A شروع می کنیم که فرض می نمائیم با یک واکنش شیمیا یی مرتبه

حذف می شود . سپس معادله 16 – 1901 ، در تناسب مستطیلی ارائه میدهد (معادله 1 – 2102 ) در اینجا K ضریب نرخ واکنش برای شیمیایی مرتبه است و میتقل از وضعیت فرض می سود . در معادلات بعدی ما در نظر خواهیم گرفت که N = 1 و N = 2 برای تأ کید بر تفاوت بین واکنش های مرتبه اول و با لاتر .

هنگامیکه C A بوسیله C A+ C A و VI بوسیله VI+ VI جایگزین می شود ، ما بعد از حد وسط زمانی خواهیم داشت ( معادله 2 – 2102 )

مقایسه این معادله با معادله 1 – 2102 بیان می کند که معادله هموار شده زمانی در حضور برخی عبارات اضافی که در اینجا با خط زیرین نقطه چین مشخص شده است تفاوت خواهد داشت .

این عبارت حاوی است که انتقال جرم آشفته را توصیف می کند و ما آنها را بعنوان

YAعنصر ith بردار جریان مولار آشفته تعیین می کنیم ، ما اکنون جریانهای آشفته سوم را دیده ایم و اجزاءآنها را به قرار ذیل خلاصه می نماییم . ( معادلات 5 -/ 4 - / 3 – 2102 ) همه این معادلات در ارتباط با شدت میانگین جرم ، بعنوان جریانی تعریف می شوند.

لازم به ذکر است که بین رفتارهای واکنش های شیمیایی در مراتب مختلف یک اختلاف ضروری وجود دارد . واکنش مرتبه اول در دعادله هموار شده زمانی همانند معادله اولیه دارای شکل مشابهی است . از طرف دیگر واکنش مرتبه دوم یک عبارت اضافی C A -K2 رابه هموار سازی زمانی منتسب می سازد ، این امر تظاهر تعامل بین سینتکس شیمیایی و نوسانات آشفته است .

ما اکنون هر سه معادله هموار شده زمانی تغییر را برای جریان آشفته یک مخلوط مایع ایزوترمال ، بایزی با مقدار ثابت C A AB P 1 و به قرار ذیل خلاصه می نمائیم .

( معادله 6 – 2102 تداوم 7 – 2102 حرکت 8- 2102 تداوم A )

در اینجا JA = - DAB و فهمیده می شود که اپراتور D/ Dt با شدت هموار شده زمانی V در آن نوشته می شود .