Umumiy tushunchalar Modda o‘tkazish jarayoni Molekulyar diffuziya

5.4. KONVEKSIYA VA MODDA BERISH
Fazalarning turbulent oqimi sharoitida moddalarning harakat qilayotgan muhit zarrachalari yordamida tarqalishi konvektiv diffuziya deb ataladi. Ba’zi bir holatlarda moddalarning turbulent pulsatsiyalari ta’sirida tarqalishi turbulent diffuziya deb ham yuritiladi.
10.1-rasmda ko‘rsatilgan sxemaga ko‘ra, gaz faza markazi (F_U) dan moddaning fazalarni ajratuvchi yuzaga o‘tishi yoki fazalarni ajratuvchi yuzadan moddaning suyuq faza markazi (F_X) ga o‘tishi konvektiv diffuziya (yoki modda berish jarayoni) orqali amalga oshadi.
Konvektiv diffuziya konsentratsiya gradienti, muhitning tezligi va fizik xossalariga bog‘liq. Konvektiv diffuziya ikki xil bo‘ladi: tabiiy (yoki erkin) va majburiy. Konsentratsiyalar yoki haroratlar farqi ta’sirida suyuq muhitning har xil qismlarida zichliklar farqi paydo bo‘ladi; bu zichliklar farqi ta’sirida moddaning tarqalishi erkin konveksiya deyiladi. Tashqi kuchlar (nasos, aralashtirgich va boshqalar) ta’sirida moddaning suyuqlik yoki gaz muhitida tarqalishi majburiy konveksiya deb ataladi.
Agar tarqaluvchi modda F_U fazadan F_X fazaga o‘tadi deb olinsa, har bir fazada vaqt birligi ichida tarqalgan moddaning miqdori M modda berish jarayonining asosiy tenglamasi orqali topiladi:
F_U fazada M = β_U F (u – u_ch), (5.18)
F_X fazada M = β_X F (x_ch – x), (5.19)
bu yerda (u – u_ch) – modda berishning F_U fazadagi harakatlantiruvchi kuchi; (x_ch – x) – modda berishning F_X fazadagi harakatlantiruvchi kuchi; u va x – har bir fazaning markazidagi o‘rtacha konsentratsiyalar yoki ish konsentratsiyalari; u_ch va x_ch – tegishli fazalar chegarasidagi konsentratsiyalar; F – fazalarni ajratuvchi yuza; β_U , β_X - F_U va F_X fazalaridagi modda berish koeffitsientlari.
Modda berish koeffitsienti (β_U yoki β_X) vaqt birligi ichida, jarayonning harakatlantiruvchi kuchi birga teng bo‘lganda, yuza birligidan fazalarni ajratuvchi yuzadan fazaning markaziga (yoki teskari yo‘nalishda fazaning markazidan ajratuvchi yuzaga tomon) o‘tgan moddaning massasini bildiradi.
Modda berish koeffitsienti fizik o‘zgarmas kattalik emas, u fazaning fizik xossalariga (zichlik, qovushoqlik va hokazo), muhitning gidrodinamik rejimlari (laminar yoki turbulent oqim) ga, modda almashinish uskunasining konstruktiv tuzilishiga va uning o‘lchamlariga bog‘liq bo‘lgan kinetik kattalikdir.
Shunday qilib, modda berish koeffitsienti β ning bir qator o‘zgaruvchan omillarga bog‘liqligi sababli, uning qiymatini hisoblash yoki tajriba yo‘li bilan topish ancha murakkabdir.
Tarqaluvchi komponent va harakatlantiruvchi kuch uchun qabul qilingan o‘lchov birliklariga ko‘ra β ning o‘lchov birligi turlicha bo‘ladi (10.1-jadval).
Muhit yoki oqimdagi molekulyar, turbulent yoki konvektiv diffuziyalar konsentratsiyalarning farqi bo‘lganda yuz beradi, shu sababdan diffuziyalarni ayrim paytda konsentratsiya ta’siridagi diffuziya deb ham yuritiladi. Biroq haroratlarning farqi bo‘lgan sharoitda ham diffuziya ro‘y berishi mumkin.