Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Kütle aktarımı, genellikle buhar, faz, fraksiyon ya da bir bileşen olarak tanımlanan kütlenin bir yerden başka bir yere net hareketidir. Kütle aktarımı absorpsiyon, buharlaşma, , çökeltme, ve damıtma gibi birçok işlemde gerçekleşmektedir. Kütle aktarımı farklı bilim dalları tarafından farklı işlem ve mekanizmalar için kullanılmaktadır. Kütle aktarımı ifadesi mühendislikte genellikle kimyasal türlerin fiziksel sistemler içinde difüz ve konvektif taşınımını kapsayan fiziksel işlemler için kullanılır.
Suyun bir havuzdan atmosfere buharlaştırılması, böbreklerde ve karaciğerde kanın arıtılması ve alkolün damıtılması genel kütle aktarımı işlemlerinden bazılarıdır. Endüstriyel işlemlerde kütle aktarımı işlemleri, kimyasal bileşenlerin distilasyon kolonlarında ayrılması, yıkama kuleleri ve sıyırıcılar gibi absorplayıcılar, aktif karbon yatakları ve sıvı-sıvı ekstraksiyonu gibi adsorplayıcılar endüstriyel işlemlerde kullanılan kütle aktarımı operasyonlarından bazılarıdır. Endüstriyel soğutma kulelerinde olduğu gibi, kütle aktarımı sıklıkla bir ek taşınım prosesi ile birleştirilir. Bu kulelerde sıcak suyun havayla temas halinde akışı sağlanır ve bu sayede ısı aktarımı ile kütle aktarımı beraber kullanılmış olur. Sıcak suyun bir kısmı su buharı şeklinde dışarı çıkartılarak soğutulur.
Astrofizik
Astrofizikte kütle aktarımı, yerçekimsel olarak bir cisme (genellikle bir yıldız) bağlanmış bir maddenin doldurması ile genellikle yoğun ikinci bir cisme (beyaz cüce, nötron yıldızı veya kara delik) bağlanıp üstüne birikmesi sürecidir. Çift sistemlerde bu yaygın görülen bir olaydır ve çeşitli süpernova ile pulsarlarda önemli bir rol oynayabilir.
Kimya mühendisliği
Kimya mühendisliği problemlerinde kütle aktarımının geniş uygulama alanı vardır. Reaksiyon mühendisliğinde, ayırma mühendisliğinde, ısı aktarımı mühendisliğinde ve elektrokimya mühendisliği gibi kimya mühendisliğinin diğer birçok alt disiplininde kullanılmaktadır.
Kütle aktarımı için itici güç genellikle gerçekleşen farktır, ancak diğer bazı termodinamik değişimler de kütle akışına eşlik edebilir ve akışı sürdürebilir. Bir kimyasal tür, yüksek kimyasal potansiyeli olan alandan, düşük kimyasal potansiyeli olan alana doğru hareket eder. Böylece belirli bir kütle aktarımı işleminin maksimum teorik kapsamı, kimyasal potansiyelin tek biçimli olduğu nokta ile belirlenir. Tek fazlı sistemler için bu genel olarak faz boyunca düzgün bir konsantrasyon anlamına gelirken, çok fazlı sistemlerde ise sıvı-sıvı ekstraksiyonunda olduğu gibi, kimyasal türler genellikle diğer fazlar yerine tek bir faz seçer ve yalnızca kimyasal türlerin çoğu tercih edilen faza emildiğinde düzgün bir kimyasal potansiyele ulaşır.
Termodinamik denge, belirli bir kütle aktarımı işleminin teorik kapsamını belirlerken, gerçek kütle aktarım hızı sistem içindeki akış profilleri ve her bir fazdaki kimyasal türlerin yayılma güçleri gibi ek unsurlara bağlıdır. Bu oran, bir prosesin tamamı için hesaplanması ve uygulanmasıyla belirlenebilir. Kütle aktarımı katsayıları Péclet sayısı, Reynolds sayısı, ve Schmidt sayısı gibi boyutsuz sayılardır.
Isı, kütle ve momentum aktarımları arasındaki benzerlikler
Momentum, ısı ve kütle aktarımı için yaygın olarak kullanılan yaklaşık diferansiyel denklemlerde kayda değer benzerlikler vardır. Söz konusu aktarımlar korunumlu büyüklüklerin bir akış alanı içinde taşınımına lineer yaklaşımlar sunmaktadır. Bu sebepten ötürü akışkan akışında düşük Reynolds sayılarında (Stokes akışı) Newton kanunu, Fourier'in ısı kanunu ve birbirlerine oldukça benzerdir.
Navier-Stokes denkleminin doğrusal olmaması nedeniyle (ya da esasen genel momentum korunumu denklemi) yüksek Reynolds değerlerinde kütle, ısı ve momentum aktarımı arasındaki benzerliğin kullanışlılığının azalmasına karşın, ısı ve kütle aktarımı arasındaki benzerlik kullanışlılığını sürdürür. Bu üç aktarım süreci arasında benzerlikler geliştirerek, ilgili aktarımlardan herhangi bir tanesinden bir diğerinin tahminini mümkün kılmak için önemli derecede çaba harcanmıştır.
Kütle aktarım süreçleri ve ilkeleri
Kütle aktarımı gerek endüstriyel gerek deneysel pek çok uygulamada gerçekleşen bir olaydır. Damıtma, absorpsiyon (soğurma), adsorpsiyon, , , kristallendirme, membran prosesleri ve gibi pek çok süreçte kütle aktarımı mekanizmaları gözlenebilir. Söz konusu kütlenin katı, sıvı veya gaz hâlde olmasından bağımsız olarak, gerçekleşen mekanizma esasen aynıdır.
Fick kanunu
Momentum, ısı ve kütle aktarımı süreçlerinin hepsi temelde aynı olan bir eşitlik ile ifade edilmektedir:
Aktarım hızı = İtici güç/direnç
Bu genel formül tüm aktarım süreçlerinde tekrarlanan bir modeldir. Momentum ve ısı aktarım eşitliklerinde bu benzerlik görülebilir. Aynı benzerlik kütle aktarımı için de geçerlidir. Fick kanunu bir kütlenin bir başka yere moleküler taşınımını ifade eden bir denklemdir:
- JAx: Moleküler difüzyondan kaynaklı A maddesinin x yönündeki akısı (kg mol A/s.m2)
- DAB: veya diğer bir deyişle A'nın B içine yayılma gücü (m2/s)
- Ca: A maddesinin derişimi (kg mol/m3)
- x: Difüzyon mesafesi (m)
Ayrıca bakınız
Kaynakça
- ^ Electrochimica Acta 100 (2013) 78-84. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.03.134
- ^ Welty, James R.; Wicks, Charles E.; Wilson, Robert Elliott (1976). Fundamentals of momentum, heat, and mass transfer (2 ed.) 17 Aralık 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde .. Wiley.
- ^ Bird, R.B.; Stewart, W.E.; Lightfoot, E.N. (2007). Transport Phenomena (2 ed.). Wiley.
- ^ Taylor, R.; Krishna, R. (1993). Multicomponent Mass Transfer. Wiley.
- ^ a b Geankoplis, C. J. (2004). Transport Processes and Separation Process Principles (Includes Unit Operations) (4th ed.) 27 Ekim 2022 tarihinde Wayback Machine sitesinde . (İngilizce). Prentice-Hall Inc. ss. 410-411. ISBN . Erişim tarihi: 8 Temmuz 2020.
Dış bağlantılar
- YouTube üzerinde LearnChemE tarafından yayınlanmış ayırma ve kütle aktarımı serisi
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Kutle aktarimi genellikle buhar faz fraksiyon ya da bir bilesen olarak tanimlanan kutlenin bir yerden baska bir yere net hareketidir Kutle aktarimi absorpsiyon buharlasma cokeltme ve damitma gibi bircok islemde gerceklesmektedir Kutle aktarimi farkli bilim dallari tarafindan farkli islem ve mekanizmalar icin kullanilmaktadir Kutle aktarimi ifadesi muhendislikte genellikle kimyasal turlerin fiziksel sistemler icinde difuz ve konvektif tasinimini kapsayan fiziksel islemler icin kullanilir Suyun bir havuzdan atmosfere buharlastirilmasi bobreklerde ve karacigerde kanin aritilmasi ve alkolun damitilmasi genel kutle aktarimi islemlerinden bazilaridir Endustriyel islemlerde kutle aktarimi islemleri kimyasal bilesenlerin distilasyon kolonlarinda ayrilmasi yikama kuleleri ve siyiricilar gibi absorplayicilar aktif karbon yataklari ve sivi sivi ekstraksiyonu gibi adsorplayicilar endustriyel islemlerde kullanilan kutle aktarimi operasyonlarindan bazilaridir Endustriyel sogutma kulelerinde oldugu gibi kutle aktarimi siklikla bir ek tasinim prosesi ile birlestirilir Bu kulelerde sicak suyun havayla temas halinde akisi saglanir ve bu sayede isi aktarimi ile kutle aktarimi beraber kullanilmis olur Sicak suyun bir kismi su buhari seklinde disari cikartilarak sogutulur AstrofizikAstrofizikte kutle aktarimi yercekimsel olarak bir cisme genellikle bir yildiz baglanmis bir maddenin doldurmasi ile genellikle yogun ikinci bir cisme beyaz cuce notron yildizi veya kara delik baglanip ustune birikmesi surecidir Cift sistemlerde bu yaygin gorulen bir olaydir ve cesitli supernova ile pulsarlarda onemli bir rol oynayabilir Kimya muhendisligiBir absorpsiyon kolonunun basit gosterimi sivi haldeki amin ile muamele edilerek icerigindeki hidrojen sulfur ve karbondioksitten arindirilir Kolonun calisma prensibinin temelinde kutle aktarimi ilkeleri vardir Kimya muhendisligi problemlerinde kutle aktariminin genis uygulama alani vardir Reaksiyon muhendisliginde ayirma muhendisliginde isi aktarimi muhendisliginde ve elektrokimya muhendisligi gibi kimya muhendisliginin diger bircok alt disiplininde kullanilmaktadir Kutle aktarimi icin itici guc genellikle gerceklesen farktir ancak diger bazi termodinamik degisimler de kutle akisina eslik edebilir ve akisi surdurebilir Bir kimyasal tur yuksek kimyasal potansiyeli olan alandan dusuk kimyasal potansiyeli olan alana dogru hareket eder Boylece belirli bir kutle aktarimi isleminin maksimum teorik kapsami kimyasal potansiyelin tek bicimli oldugu nokta ile belirlenir Tek fazli sistemler icin bu genel olarak faz boyunca duzgun bir konsantrasyon anlamina gelirken cok fazli sistemlerde ise sivi sivi ekstraksiyonunda oldugu gibi kimyasal turler genellikle diger fazlar yerine tek bir faz secer ve yalnizca kimyasal turlerin cogu tercih edilen faza emildiginde duzgun bir kimyasal potansiyele ulasir Termodinamik denge belirli bir kutle aktarimi isleminin teorik kapsamini belirlerken gercek kutle aktarim hizi sistem icindeki akis profilleri ve her bir fazdaki kimyasal turlerin yayilma gucleri gibi ek unsurlara baglidir Bu oran bir prosesin tamami icin hesaplanmasi ve uygulanmasiyla belirlenebilir Kutle aktarimi katsayilari Peclet sayisi Reynolds sayisi ve Schmidt sayisi gibi boyutsuz sayilardir Isi kutle ve momentum aktarimlari arasindaki benzerliklerMomentum isi ve kutle aktarimi icin yaygin olarak kullanilan yaklasik diferansiyel denklemlerde kayda deger benzerlikler vardir Soz konusu aktarimlar korunumlu buyukluklerin bir akis alani icinde tasinimina lineer yaklasimlar sunmaktadir Bu sebepten oturu akiskan akisinda dusuk Reynolds sayilarinda Stokes akisi Newton kanunu Fourier in isi kanunu ve birbirlerine oldukca benzerdir Navier Stokes denkleminin dogrusal olmamasi nedeniyle ya da esasen genel momentum korunumu denklemi yuksek Reynolds degerlerinde kutle isi ve momentum aktarimi arasindaki benzerligin kullanisliliginin azalmasina karsin isi ve kutle aktarimi arasindaki benzerlik kullanisliligini surdurur Bu uc aktarim sureci arasinda benzerlikler gelistirerek ilgili aktarimlardan herhangi bir tanesinden bir digerinin tahminini mumkun kilmak icin onemli derecede caba harcanmistir Kutle aktarim surecleri ve ilkeleriBoyanin su icine yayilimi Kutle aktarimi gerek endustriyel gerek deneysel pek cok uygulamada gerceklesen bir olaydir Damitma absorpsiyon sogurma adsorpsiyon kristallendirme membran prosesleri ve gibi pek cok surecte kutle aktarimi mekanizmalari gozlenebilir Soz konusu kutlenin kati sivi veya gaz halde olmasindan bagimsiz olarak gerceklesen mekanizma esasen aynidir Fick kanunu Momentum isi ve kutle aktarimi sureclerinin hepsi temelde ayni olan bir esitlik ile ifade edilmektedir Aktarim hizi Itici guc direnc Kati bir madde bir sivinin icine konuldugu zaman difuzyon katsayisina bagli olarak o sivi icerisinde belli bir hizda yayilir Bu yayilmayi saglayan itici guc derisim farkidir Bu genel formul tum aktarim sureclerinde tekrarlanan bir modeldir Momentum ve isi aktarim esitliklerinde bu benzerlik gorulebilir Ayni benzerlik kutle aktarimi icin de gecerlidir Fick kanunu bir kutlenin bir baska yere molekuler tasinimini ifade eden bir denklemdir JAx DAB Ca x displaystyle J Ax D AB partial Ca over partial x JAx Molekuler difuzyondan kaynakli A maddesinin x yonundeki akisi kg mol A s m2 DAB veya diger bir deyisle A nin B icine yayilma gucu m2 s Ca A maddesinin derisimi kg mol m3 x Difuzyon mesafesi m Ayrica bakinizAyirma islemleri Yigilma astrofizik Cift yildiz Isi aktarimi Sivi sivi ekstraksiyonu Tip Ia supernovaKaynakca Electrochimica Acta 100 2013 78 84 https doi org 10 1016 j electacta 2013 03 134 Welty James R Wicks Charles E Wilson Robert Elliott 1976 Fundamentals of momentum heat and mass transfer 2 ed 17 Aralik 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde Wiley Bird R B Stewart W E Lightfoot E N 2007 Transport Phenomena 2 ed Wiley Taylor R Krishna R 1993 Multicomponent Mass Transfer Wiley a b Geankoplis C J 2004 Transport Processes and Separation Process Principles Includes Unit Operations 4th ed 27 Ekim 2022 tarihinde Wayback Machine sitesinde Ingilizce Prentice Hall Inc ss 410 411 ISBN 0 13 045253 X Erisim tarihi 8 Temmuz 2020 Dis baglantilarYouTube uzerinde LearnChemE tarafindan yayinlanmis ayirma ve kutle aktarimi serisi