Massa almashinish jarayonlarining modellari

Massa almashinish jarayonlarining modellari

Massa berish mexanizmi bir vaqtda ham molekulyar, ham konvektiv usullarda massa o’tish bilan xarakterlanadi. Massa o’tkazish esa, undan ham murakkab jarayondir, chunki fazalarni ajratuvchi chegaraning ikkala tomonida massa berish jarayonlari ro’y beradi. Shu kungacha fazalar orasidagi harakatchan yuza chegarasida boradigan massa o’tkazish jarayonining nazariyasi yaratilmagan. Shuning uchun ham massa o’tkazish mexanizmining bir qator soddalashtirilgan nazariy modellari ishlab chiqilgan.

Ko’pchilik modellar quyidagi tahminlar asosida yaratilgan:
1. Bir fazadan ikkinchisiga massa o’tish jarayonidagi umumiy qarshilik ikkala faza va ularni ajratuvchi yuza qarshiliklarining yig`indisiga teng. Lekin, ko’pincha ajratuvchi yuzadagi qarshilik nolga teng deb hisoblanadi. Unda, umumiy qarshilikni fazalar qarshiliklari yig`indisi deb qarash mumkin;
2. Ajratuvchi yuzada fazalar muvozanat holatida bo’ladi.
Yupqa qatlamli model. Bu model eng birinchilaridan bo’lib, Lyuis va Uitmenlar tomonidan taklif etilgan. Ushbu modelga binoan, har bir fazada uning bevosita chegarasiga qo’zg`almas yoki laminar harakatlanuvchi yupqa qatlam yondashib turadi.
Yupqa qatlamda massa faqat molekulyar diffuziya usulida tarqaladi. Massa berishga qarshilikning hammasi yupqa qatlamda mujassamlashgan. Shuning uchun, konstentrastiyalar gradienti faqat chegaraviy yupqa qatlam ichida hosil bo’ladi, chunki fazalar yadrosida konstentrastiyalar o’zgarmas va son jihatidan o’rtacha konstentrastiyalarga tengdir.
Undan tashqari, yuqorida qabul qilingan tahminlar bu modelga ham taalluqli. Shunday qilib, ushbu model sxemasining 5.8-rasmdagidan farqi shundaki, chegaraviy qatlamda turbulent pulsastiyalar yordamida aralashtirish to’g`ri chiziq qonuniga bo’ysinadi.
Yupqa qatlamli modelga binoan, vaqt birligida tarqalgan massa miqdori quyidagi tenglamadan aniqlanishi mumkin:


(5.44)

bu erda s₀ va s_ch – faza yadrosi va ularni ajratib turuvchi chegaradagi konstentrastiyalar;  – chegaraviy yupqa qatlamning effektiv qalinligi; D/_ef – massa berish tezligini xarakterlovchi koeffistient.

Ushbu modelda ajratuvchi yuza atrofidagi gidrodinamik sharoitlar ancha soddalashtirilgan. Molekulyar va turbulent diffuziyalarni ajratib turuvchi chegarasida turbulent pulsastiyalarning so’nishi, sistemaning fizik va geometrik kattaliklari hisobga olinmagan. Shu sabablarga ko’ra, ko’pchilik tajribalarda olingan natijalarda M_~D bog`liqlik isbotlanmagan.

Undan tashqari, chegaraviy qatlamning effektiv qalinligini o’lchash yoki formulalar yordamida hisoblash qiyin.