رابط حمل و نقل گونه های رقیق شده

انتقال جرم بخش مهمی از مهندسی شیمی است زیرا این رشته تبدیل یک نوع ماده به ماده دیگر را در نظر می گیرد. بسیاری از این از طریق واکنش های شیمیایی رخ می دهد، اگرچه جداسازی و سایر عملیات واحد بخش مهمی هستند. می‌توانید از رابط حمل و نقل گونه‌های رقیق برای مدل‌سازی انتقال گونه‌های رقیق شده در سیستم‌های شیمیایی با همرفت و انتشار استفاده کنید.

در رابط حمل و نقل گونه های رقیق، قانون فیک انتقال انتشار در بردار شار را توصیف می کند. قانون فیک زمانی مناسب است که گونه انتشار دهنده نسبت به حلال رقیق باشد. با فرض مخلوط دوتایی از املاح A در حلال B، غلظت های تا 10 درصد مول از A را می توان رقیق در نظر گرفت.


	ماژول مهندسی واکنش شیمیایی اختیاری دارای توسعه‌ای از این رابط فیزیک برای مدل‌سازی جابجایی چند جزئی، انتشار و مهاجرت (جریان الکتروکینتیک) است.

رابط حمل و

که در زیر شاخه

( ) یافت می شود، برای محاسبه میدان غلظت یک ماده حل شده رقیق در یک حلال استفاده می شود. انتقال و واکنش های گونه های محلول در گاز، مایع یا جامد را می توان با این رابط انجام داد. نیروهای محرک برای حمل و نقل می تواند انتشار توسط قانون فیک، همرفت زمانی که به یک میدان جریان جفت می شود، و مهاجرت، زمانی که به یک میدان الکتریکی جفت می شود.

این رابط از شبیه سازی انتقال با همرفت و انتشار در یک بعدی، دو بعدی و سه بعدی و همچنین برای اجزای متقارن محوری در یک بعدی و دو بعدی پشتیبانی می کند. متغیر وابسته غلظت مولی است، c . مدل‌سازی حمل و نقل گونه‌های متعدد امکان‌پذیر است، به موجب آن رابط فیزیک غلظت مولی، c i ، هر گونه i را حل می‌کند.

تنظیمات

نام رابط فیزیک پیش فرض است.

عمدتاً به عنوان پیشوند دامنه برای متغیرهای تعریف شده توسط رابط فیزیک استفاده می شود . به چنین متغیرهای رابط فیزیک در عبارات با استفاده از الگوی <name> مراجعه کنید.<variable_name> . به منظور تمایز بین متغیرهای متعلق به رابط های فیزیکی مختلف، رشته نام باید منحصر به فرد باشد. فقط حروف، اعداد و زیرخط (_) در قسمت مجاز هستند . کاراکتر اول باید یک حرف باشد.

پیش‌فرض (برای اولین رابط فیزیک در مدل) tds است .

انتخاب دامنه

اگر قسمتی از هندسه مدل نباید در مدل انتقال جرم شرکت کند، آن قسمت را از لیست انتخاب حذف کنید.

ضخامت خارج از صفحه

برای اجزای دو بعدی، قسمت (مقدار پیش فرض: 1 متر) پارامتری را برای ضخامت هندسه عمود بر مقطع دو بعدی تعریف می کند. هر دو ضخامت ثابت و متغیر پشتیبانی می شوند. مقدار این پارامتر، در میان موارد دیگر، برای محاسبه خودکار دبی مولی از کل شار مولی استفاده می شود.

سطح مقطع

برای اجزای 1 بعدی، یک A c (واحد SI: m 2 ) را وارد کنید تا یک پارامتر برای مساحت هندسه عمود بر مولفه 1 بعدی تعریف شود. هر دو منطقه ثابت و متغیر پشتیبانی می شوند. مقدار این پارامتر، در میان موارد دیگر، برای محاسبه خودکار دبی مولی از کل شار مولی استفاده می شود. پیش فرض 1 متر مربع است .

مکانیسم های حمل و نقل

حمل و نقل انبوه به دلیل انتشار همیشه شامل می شود. برای کنترل سایر مکانیسم‌های حمل و نقل ، از چک باکس‌های موجود در

توجه: برخی از مکانیسم های حمل و نقل اضافی ذکر شده در زیر فقط در برخی محصولات موجود است. برای جزئیات بیشتر به https://www.comsol.com/products/specifications/ مراجعه کنید .

•

به طور پیش فرض، چک باکس برای غیرفعال کردن حمل و نقل همرفتی، کادر را پاک کنید.

•

برای فعال کردن انتقال گونه های یونی در میدان الکتریکی، کادر انتخاب به بخش تئوری افزودن حمل و نقل از طریق مهاجرت بیشتر مراجعه کنید .


	حمل و نقل گونه های یونی در میدان الکتریکی در مجموعه محدودی از محصولات افزودنی موجود است. برای جزئیات بیشتر در مورد در دسترس بودن، https://www.comsol.com/products/specifications/ را ببینید .

حمل و نقل انبوه در رسانه های متخلخل

چک باکس حمل و نقل عملکرد مخصوص حمل و نقل گونه ها در رسانه متخلخل را فعال می کند:

•

متخلخل

•

محیط متخلخل غیر اشباع

•

کوپلینگ الکترود متخلخل

•

تبخیر

•

منبع گونه


	توجه: حمل و نقل انبوه در رسانه متخلخل فقط در مجموعه محدودی از محصولات افزودنی موجود است. برای جزئیات بیشتر در مورد در دسترس بودن، https://www.comsol.com/products/specifications/ را ببینید .

تثبیت مداوم

برای نمایش این بخش ها، روی دکمه (

) کلیک کنید و را انتخاب کنید .

•

هنگامی که چک باکس انتخاب می شود، یک عبارت ضعیف که نوسانات کاذب را کاهش می دهد به معادله انتقال اضافه می شود. سیستم معادلات حاصل همیشه غیرخطی است. دو گزینه برای وجود دارد :

–

– گزینه پیش‌فرض. این نوع انتشار بادهای متقابل، زیرشاخه ها و بیش از حد را به حداقل کاهش می دهد، اما در موارد نادر می تواند سیستم های معادله ای را ایجاد کند که به سختی به طور کامل همگرا می شوند.

–

– این گزینه در مقایسه با گزینه Do Carmo و Galeão انتشار کمتری دارد، اما می‌تواند منجر به ریزش‌های بیشتر و بیش از حد شود. همچنین برای مش های ناهمسانگرد کمتر موثر است. گزینه Codina یک فیلد متنی را برایg lim فعال می کند. پیش‌فرض آن 0.1[mol/m^3]/tds.helem است که tds.helem اندازه عنصر محلی است.

•

برای هر دو روش تثبیت ثابت، یک را انتخاب کنید . پیش‌فرض است و به این معنی است که مشتقات اجزای تانسور انتشار نادیده گرفته می‌شوند. این تنظیم معمولاً به اندازه کافی دقیق است و از نظر محاسباتی سریعتر است. در صورت نیاز، به جای آن را انتخاب کنید .

تثبیت ناسازگار

برای نمایش این بخش، روی دکمه (

) کلیک کرده و را انتخاب کنید . به طور پیش فرض، چک باکس انتخاب نشده است، زیرا این نوع تثبیت کننده انتشار مصنوعی را اضافه می کند و بر دقت مشکل اصلی تأثیر می گذارد. با این حال، این گزینه می تواند برای به دست آوردن حدس اولیه خوب برای مشکلات حل نشده استفاده شود.

تنظیمات پیشرفته

برای نمایش این بخش، روی دکمه (

) کلیک کنید و گزینه را انتخاب کنید . معمولاً این تنظیمات نیازی به تغییر ندارند. یک را انتخاب کنید – غیر محافظه‌کار (پیش‌فرض) یا . فرمول محافظه کارانه باید برای جریان تراکم پذیر استفاده شود. برای اطلاعات بیشتر به فرمول ترم همرفتی مراجعه کنید .

گسسته سازی

برای نمایش تمام تنظیمات موجود در این بخش، روی دکمه (

) کلیک کنید را انتخاب کنید .

پیش فرض فعال می شود تا COMSOL Multiphysics متغیرهای شار مرزی دقیق از پیش تعریف شده را محاسبه کند. هنگامی که این گزینه انتخاب می شود، حل کننده متغیرهایی را محاسبه می کند که شارهای مرزی دقیق را از هر مرز در دامنه مجاور ذخیره می کند.

اگر چک باکس پاک شود، نرم افزار COMSOL Multiphysics به جای آن، متغیرهای شار را از متغیرهای وابسته با استفاده از برون یابی محاسبه می کند، که در نتایج پس از پردازش دقت کمتری دارد اما متغیرهای وابسته اضافی در مرزهای شارها ایجاد نمی کند.

متغیرهای شار تحت تأثیر این رابط عبارتند از:

•

ndflux_ c (که در آن c متغیر وابسته غلظت است). این شار انتشاری معمولی است و با شار مرزی مطابقت دارد زمانی که انتشار تنها سهمی در عبارت شار است.

•

ntflux_c (که در آن c متغیر وابسته غلظت است). این شار کل نرمال است و مربوط به شار مرزی به اضافه شرایط انتقال اضافی است، به عنوان مثال، شار همرفتی هنگامی که از فرم غیر محافظه کار استفاده می کنید.

همچنین اگر چک باکس قبلی انتخاب شده باشد، چک باکس هموارسازی می تواند مقدار شار با رفتار مناسب تری را نزدیک به تکینگی ها ارائه دهد.

برای جزئیات در مورد تنظیمات شارهای مرزی، به محاسبه شارهای دقیق در کتابچه راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL مراجعه کنید.

نوع تنظیم باید در اکثر مسائل انتقال جرم خالص روی تنظیم شود که پیش‌فرض است. این اطمینان حاصل می کند که متغیر وابسته تحت تأثیر مشارکت های خیالی کوچک قرار نگیرد، که می تواند برای مثال هنگام ترکیب یک مطالعه وابسته به زمان یا ثابت با یک مطالعه دامنه فرکانس رخ دهد. برای اطلاعات بیشتر، به تقسیم متغیرهای با ارزش مختلط در کتابچه راهنمای مرجع Multiphysics COMSOL مراجعه کنید.

متغیرهای وابسته

نام متغیر وابسته به طور پیش فرض c است. نام ها باید با توجه به سایر متغیرهای وابسته در جزء منحصر به فرد باشند.

افزودن یا حذف متغیرهای گونه در مدل و همچنین تغییر نام متغیرهای وابسته که نشان دهنده غلظت گونه ها هستند.

را وارد کنید . در صورت نیاز از دکمه های (

) و (

) استفاده کنید.

بیشتر خواندن

•

نظریه حمل و نقل گونه های رقیق شده

•

تثبیت عددی در کتابچه راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL .

•

در COMSOL Multiphysics Reference Manual ، جدول 2-4 را برای پیوند به بخش های رایج و جدول 2-5 را برای گره های ویژگی مشترک ببینید. همچنین می توانید اطلاعات را جستجو کنید: برای باز کردن پنجره ، کلیدهای Ctrl+F1 را فشار دهید.

•

انتشار موثر در مواد متخلخل : مسیر کتابخانه کاربردی

•

Micromixer : مسیر کتابخانه برنامه

رابط حمل و نقل گونه های رقیق شده

شما چه احساسی دارید

اشتراک گذاری این مقاله :