Stefan trubkasi - Stefan tube

Stefan naychasining sxemasi. E'tibor bering, yuqori qismida o'zaro faoliyat gorizontal trubka bo'lishi shart emas. O'ng tomonda, matematik jihatdan teng bo'lgan sodda model.

Yilda kimyo muhandisligi, a Stefan trubkasi tomonidan ishlab chiqilgan qurilma Yozef Stefan 1874 yilda.[1] Ko'pincha o'lchash uchun ishlatiladi diffuziya koeffitsientlari.[1][2] U vertikal naychani o'z ichiga oladi, uning yuqori qismida gaz oqadi va pastki qismida hovuz mavjud o'zgaruvchan doimiy haroratli hammomda saqlanadigan suyuqlik.[1][3][4] Hovuzdagi suyuqlik bug'lanadi, tarqaladi uning ustidagi gaz orqali naychada va yuqori qismida naycha og'zidagi gaz oqimi orqali olib o'tiladi.[1][3] Keyin bittasi naychadagi suyuqlik darajasining pasayishini o'lchaydi.[4]

Bostirish uchun trubka an'anaviy ravishda tor diametrga ega konvektsiya.[4]

Matematik jihatdan Stefan trubkasini modellashtirish usuli diffuziyani modellashtirishga juda o'xshaydi atir teriga yoki kiyimdagi parfyumeriya tomchisidan parfyum molekulalari, havo orqali odamning burniga bug'lanadi. Modellar o'rtasida ba'zi farqlar mavjud. Biroq, ular juda suyultirilgan bug 'kontsentratsiyasidagi natijalarga ozgina ta'sir qiladi.[5]

Tahlil

Tizimni tahlil qilishda har xil taxminlar mavjud. Suyuq, an'anaviy ravishda belgilanadi A, ham emas eriydi naychadagi gazda, an'anaviy ravishda belgilanadi B, na reaksiyaga kirishadi u bilan.[3] Suyuqlik hajmining pasayishi A va gaz hajmining oshishi B vaqt o'tishi bilan xatti-harakatni tavsiflovchi tenglamalarni echish uchun e'tiborsiz qoldirilishi mumkin va har qanday vaqtda oniy oqim barqaror holat qiymati deb taxmin qilish mumkin.[4][2] Uchun radiusli yoki atrofiy komponentlar mavjud emas konsentratsiya gradyanlari, naychaning yuqori og'zidagi haddan tashqari kuchli oqim oqibatida konvektsiya yoki turbulentlik natijasida kelib chiqadi va diffuziyani vertikal yo'nalishda oddiy bir o'lchovli oqim deb hisoblash mumkin.[1][6] The mol qismi ning A naychaning yuqori og'zida nolga teng, chunki gaz oqimi natijasida.[2] Orasidagi interfeysda A va B ning oqimi B nolga teng (chunki u erimaydi A) va mol qismi - bu muvozanat qiymati.[6][4]

Ning oqimi B, belgilangan NB, shunday qilib naycha bo'ylab nolga teng,[4] uning diffuziya oqimi pastga qarab (kontsentratsion gradyan bo'ylab) yuqoriga qarab konvektiv oqim bilan muvozanatlanadi A.[3][6]

Ushbu taxminlarni qo'llagan holda tizim yordamida modellashtirish mumkin Fikning diffuziya qonunlari[1] yoki kabi Maksvell-Stefan diffuziyasi.[6]

Adabiyotlar

O'zaro indeks

  1. ^ a b v d e f Lienhard, 2019 va 11.7-bo'lim.
  2. ^ a b v Teylor va Krishna 1993 yil, p. 21.
  3. ^ a b v d Duong 1998 yil, p. 343.
  4. ^ a b v d e f Kirvan 1987 yil, p. 88.
  5. ^ Teixeyra va boshq. 2012 yil, 75-77 betlar.
  6. ^ a b v d Teylor va Krishna 1993 yil, p. 22.

Manbalar

  • Lienxard, Jon X. IV; Lienhard, Jon H. V (2019). Issiqlik uzatish bo'yicha darslik (5-nashr). Mineola, NY: Dover Pub.
  • Duong, Do D (1998). "Porus muhitida diffuziya va adsorbsiya asoslari". Adsorbsiyani tahlil qilish: muvozanat va kinetika. Kimyo muhandisligi bo'yicha turkum. 2. Jahon ilmiy. ISBN  9781783262243.CS1 maint: ref = harv (havola)
  • Kirwan, Donald J. (1987). "Ommaviy transfer printsiplari". Russoda Ronald V. (tahrir). Ajratish jarayoni texnologiyasi bo'yicha qo'llanma. John Wiley & Sons. ISBN  9780471895589.CS1 maint: ref = harv (havola)
  • Teylor, Ross; Krishna, R. (1993). Ko'p komponentli massani uzatish. Wiley Series kimyo muhandisligida. 2. John Wiley & Sons. ISBN  9780471574170.CS1 maint: ref = harv (havola)
  • Tixeyra, Migel A.; Rodriges, Oskar; Gomesh, Pola; Mata, Vera; Rodriges, Alirio (2012). "Parfyumeriya mahsulotlarining ishlashi". Parfyumeriya muhandisligi: dizayn, ishlash va tasnif. Butterworth-Heinemann. ISBN  9780080994079.CS1 maint: ref = harv (havola)

Qo'shimcha o'qish