خواص حمل و نقل

View Categories

خواص حمل و نقل

6 min read

خواص حمل و نقل
ویژگی های حمل و نقل گره اصلی است که برای مدل سازی انتقال جرم در یک مخلوط سیال با رابط گونه های انتقال کنسانتره استفاده می شود. گره معادلات حاکم بر کسر جرمی همه گونه‌های موجود را اضافه می‌کند و ورودی‌هایی را برای مکانیسم‌های انتقال و خواص مواد مخلوط سیال فراهم می‌کند.
تنظیمات در این گره وابسته به چک باکس های انتخاب شده در زیر مکانیسم های حمل و نقل در پنجره تنظیمات رابط حمل و نقل گونه های متمرکز است.
گزینه های موجود در این ویژگی بین محصولات COMSOL متفاوت است. (به  https://www.comsol.com/products/specifications/ مراجعه کنید) .
ورودی های مدل
دما و فشار مورد استفاده در رابط فیزیک را مشخص کنید. ورودی مدل دما هنگام محاسبه چگالی از قانون گاز ایده آل استفاده می شود، اما همچنین زمانی که انتشار حرارتی با تامین ضرایب انتشار حرارتی محاسبه می شود. ورودی مدل فشار در نیروی محرکه انتشار در معادله 6-4 (یعنی زمانی که از مدل انتشار ماکسول-استفان استفاده می شود) و هنگام محاسبه چگالی از قانون گاز ایده آل استفاده می شود.
درجه حرارت
منبع فیلد دما T را انتخاب کنید :
User defined را انتخاب کنید تا مقدار یا عبارتی برای دما وارد کنید (واحد SI: K). این ورودی همیشه در دسترس است.
در صورت نیاز، دمایی را انتخاب کنید که توسط رابط انتقال حرارت موجود در مدل (در صورت وجود) تعریف شده است. به عنوان مثال، دما (ht) را انتخاب کنید تا از دمای تعریف شده توسط رابط انتقال حرارت در سیالات با نام ht استفاده کنید .
فشار مطلق
منبع فشار مطلق p را انتخاب کنید :
User defined را انتخاب کنید تا مقدار یا عبارتی برای فشار مطلق وارد کنید (واحد SI: Pa). این ورودی همیشه در دسترس است.
علاوه بر این، فشاری را انتخاب کنید که توسط رابط Fluid Flow موجود در مدل (در صورت وجود) تعریف شده است. برای مثال، فشار مطلق (spf) را برای استفاده از فشار تعریف شده در رابط جریان لایه ای با نام spf انتخاب کنید.
تراکم
چگالی مخلوط و جرم مولی گونه های شرکت کننده را تعریف کنید.
تراکم مخلوط
روشی را برای تعیین چگالی از لیست تراکم مخلوط انتخاب کنید — گاز ایده آل یا تعریف شده توسط کاربر :
برای گاز ایده آل ، چگالی از قانون گاز ایده آل به صورت زیر محاسبه می شود:
در اینجا M میانگین جرم مولی مخلوط و Rg ثابت گاز جهانی است. فشار مطلق، p و دما، T استفاده شده مطابق با مواردی است که در بخش ورودی های مدل تعریف شده است .
برای کاربر تعریف شده یک مقدار یا عبارت برای تراکم مخلوط ρ وارد کنید .
همرفت
منبع فیلد سرعت u را انتخاب کنید :
برای وارد کردن مقادیر یا عبارات تعریف شده دستی برای اجزای سرعت، User defined را انتخاب کنید . این ورودی همیشه در دسترس است.
یک میدان سرعت تعریف شده توسط رابط جریان سیال موجود در مدل (در صورت وجود) انتخاب کنید. به عنوان مثال، فیلد سرعت (spf) را انتخاب کنید تا از فیلد سرعت تعریف شده توسط گره Fluid Properties fp1 در یک رابط جریان تک فاز، جریان آرام با spf به عنوان نام استفاده کنید.
انتشار
انتشار مولکولی و حرارتی گونه حاضر را بر اساس مدل انتشار انتخاب شده مشخص کنید .
هنگام استفاده از مدل انتشار ماکسول-استفان یا مدل انتشار متوسط ​​مخلوط ، نوع ورودی انتشار باینری (جدول یا ماتریس) را انتخاب کنید و انتشارات ماکسول-استفان را در جدول یا ماتریس مشخص کنید، سپس ضرایب انتشار حرارتی را  وارد کنید .
هنگام استفاده از مدل انتشار قانون فیک ، ضریب انتشار  و ضرایب انتشار حرارتی را  برای هر یک از گونه ها مشخص کنید .
ماتریس انتشار ماکسول-استفان
با استفاده از یک مدل انتشار ماکسول-استفان یا یک مدل انتشار متوسط ​​مخلوط ، ماتریس انتشار ماکسول-استفان ik (واحد SI: m2 / s) را می توان با یک جدول یا ماتریس مشخص کرد. برای یک شبیه‌سازی شامل گونه‌های  ماتریس انتشار ماکسول-استفان یک ماتریس متقارن Q -by- Q است ، که در آن مولفه‌های مورب 1 هستند. مقادیری را برای مولفه‌های مثلثی بالایی، ij وارد کنید ، که انتشار میان گونه‌های i و j را توصیف می‌کند . برای نوع ورودی جدول، فقط اجزای مثلثی بالایی ( ij) فهرست شده اند. نام جفت گونه از گونه های ستون اول و دوم تشکیل شده است. برای نوع ورودی ماتریس، شماره‌گذاری گونه‌ها مطابق با ترتیبی است که از بالا به پایین برای تمام فیلدهای ورودی برای ویژگی‌های گونه استفاده می‌شود (به عنوان مثال به فیلدهای جرم مولی در بخش تراکم مراجعه کنید ) . ماتریس انتشار ماکسول-استفان برای محاسبه انتشار فیک چند جزئی همانطور که در انتشار چند جزئی توضیح داده شده است استفاده می شود .
ضریب انتشار
با استفاده از یک مدل انتشار قانون فیک ، انتشار به طور پیش فرض همسانگرد فرض می شود و توسط یک ضریب انتشار  (واحد SI: m2 / s) برای هر گونه کنترل می شود. برای ارائه یک نمایش کلی، می توان از ماتریس های انتشار (مورب، متقارن یا ناهمسانگرد) نیز استفاده کرد.
ضریب انتشار حرارتی
برای مدل‌سازی انتشار حرارتی، ضرایب انتشار حرارتی  (واحد SI: kg/(m·s)) را با وارد کردن یک ضریب انتشار حرارتی برای هر گونه در فیلد مربوطه تجویز کنید. در یک مخلوط چند جزئی، مجموع ضرایب انتشار حرارتی صفر است. مقدار پیش فرض برای همه ضرایب انتشار حرارتی  0 است .
انتشار مولکولی و حرارتی گونه حاضر را بر اساس مدل انتشار انتخاب شده مشخص کنید .
انتشار نادسن
مکانیسم انتقال انتشار نادسن، تعامل گونه با محیط اطراف را به حساب می آورد (برخورد بین گونه ها حذف نمی شود) – به عنوان مثال، دیواره منافذ زمانی که گونه ای از محیط متخلخل عبور می کند.
بسته به اینکه کدام مدل انتشار انتخاب شده باشد، قانون فیک یا ضریب انتشار متوسط ​​مخلوط با ضریب انتشار نادسن به روش زیر تصحیح می شود.
برای گازها، نظریه گاز جنبشی اغلب معتبر است و به طول مسیر میانگین مسیر λ (واحد SI: m) نیاز دارد. به طور معمول، برای انتقال در محیط متخلخل، قطر منافذ را می توان در اینجا وارد کرد. برای موارد دیگر، User defined را انتخاب کنید .
مهاجرت در میدان الکتریکی
این بخش زمانی در دسترس است که چک باکس مهاجرت در میدان الکتریکی برای رابط حمل و نقل گونه های متمرکز انتخاب شده باشد.
پتانسیل الکتریکی
User defined را انتخاب کنید تا مقدار یا عبارتی برای پتانسیل الکتریکی وارد کنید. این ورودی همیشه در دسترس است.
در صورت نیاز، یک پتانسیل الکتریکی تعریف شده توسط یک رابط AC/DC که در مدل موجود است (در صورت وجود) انتخاب کنید. به عنوان مثال، پتانسیل الکتریکی (ec) را برای استفاده از میدان الکتریکی تعریف شده توسط گره حفاظت جریان cucn1 در رابط جریان های الکتریکی ec انتخاب کنید .
تنظیمات برای تحرک ها برای مدل های حمل و نقل با میانگین مخلوط و قانون فیک استفاده می شود . به‌طور پیش‌فرض، تحرک بر اساس پراکندگی گونه‌ها و دما با استفاده از رابطه نرنست-انیشتین محاسبه می‌شود . برای تعیین دستی تحرک ها، User defined for mobility m,c (واحد SI: s·mol/kg) را انتخاب کنید و برای هر گونه یک مقدار وارد کنید.
دما (اگر از تحرکات مبتنی بر رابطه نرنست-اینشتین استفاده می کنید) از بخش ورودی های مدل گرفته شده است .