Mô hình hóa môi trường-07

Chia sẻ: Tobi Luv | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

160
lượt xem 37
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cung cấp những kiến thức cơ bản của mô hình hóa môi trường...Môi trường là một tổ hợp các yếu tố tự nhiên và xã hội bao quanh bên ngoài của một hệ thống nào đó. Chúng tác động lên hệ thống này và xác định xu hướng và tình trạng tồn tại của nó. Môi trường có thể coi là một tập hợp, trong đó hệ thống đang xem xét là một tập hợp con. Môi trường của một hệ thống đang xem xét cần phải có tính tương tác với hệ thống đó....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Mô hình hóa môi trường-07

Chöông VI SÖÏ PHAÂN TAÙN (diffusion) 1
I. Söï chuyeån taûi vaø phaân taùn. II. Ñònh luaät thöù nhaát cuûa Fick. III.Moâ hình vònh – hoà. 2
Söï chuyeån taûi vaø phaân taùn _ Söï chuyeån taûi (advection) phaùt sinh töø caùc doøng chaûy theo moät höôùng töø nôi naøy sang nôi khaùc vaø khoâng laøm thay ñoåi thaønh phaàn vaät chaát cuûa noù. _ Söï phaân taùn (diffusion): chuyeån ñoäng ngaãu nhieân hay chuyeån ñoäng cuûa roái § Söï phaân taùn phaân töû (molecular diffusion): do söï chuyeån ñoäng kieåu Brownian cuûa caùc phaân töû nöùôc trong phaïm vi nhoû. § Chuyeån ñoäng roái (turbulent diffusion): chuyeån ñoäng hoãn loaïn trong phaïm vi roäng. 3
Phaân bieät söï khaùc nhau giöõa phaân taùn phaân töû vaø chuyeån ñoäng roái Ÿ Gioáng nhau: ñeàu coù khuynh höôùng laøm giaûm gradient baèng caùch chuyeån dôøi töø nôi coù noàng ñoä cao ñeán nôi coù noàng ñoä thaáp. Ÿ Khaùc nhau: Ÿ Chuyeån ñoäng roái lôùn hôn chuyeån ñoäng cuûa caùc phaân töû, neân söï phaân taùn roái lôùn hôn söï phaân taùn caùc phaân töû. Ÿ Trong phaân taùn phaân töû caùc chuyeån ñoäng cuûa chuùng ñöôïc giaû ñònh laø nhö nhau, coøn phaân taùn roái phuï huoäc vaøo kích thöôùc roái. 4
Ñoä phaân taùn (dispersion): Ÿ ÔÛ nhöõng nôi heïp nhö keânh, raïch, doøng soâng 1 chieàu ta duøng thuaät ngöõ ñoä phaân taùn; Ÿ Ñoái vôùi baøi toaùn 2 chieàu, duøng thuaät ngöõ phaân taùn. 5
Sô ñoà 1 heä xaûy ra quaù trình khueách taùn D C1 C2 D’ dC = D' (C 2 - C1 ) V1 (1) dt • V1: theå tích bình 1. • C1, C2: noàng ñoä chaát ôû bình 1, 2. • D’: doøng phaân taùn. 6
3 nhaân toá aûnh höôûng tôùi söï phaân taùn : _ Doøng phaân taùn D’: bieåu dieãn cöôøng ñoä phaân taùn D’ lôùn thì phaân taùn nhieàu; D’ nhoû thì phaân taùn ít. _ Söï vaän chuyeån khoái löôïng chaát tæ leä thuaän vôùi dieän tích tieáp xuùc. _ Söï phaân taùn tæ leä vôùi söï cheânh leäch noàng ñoä giöõa 2 bình (gradient): § Phaân taùn töø traùi sang phaûi, neáu C1>C2 § Phaân taùn töø phaûi sang traùi, neáu C1
Ñònh luaät thöù nhaát cuûa Fick (Adolf Fick) dC (2) J x = -D •Moâ hình söï phaân taùn: dx •Jx: doøng khoái löôïng theo höôùng x [ML-2T-1]. •D: heä soá phaân taùn [L2T-1]. •Moâ hình bieåu dieãn söï tæ leä giöõa doøng khoái löôïng vaø gradient noàng ño Vieát phöông trình baûo toaøn khoái löôïng cho bình 1: dC1 (3) = -J.A C V1 dt AC: dieän tích maët caét ngang giöõa 2 bình [L2] J : doøng khoái löôïng giöõa 2 bình 8
Keát hôïp phöông trình (2) vaø (3) dC1 dC (4) = + D.A C V1 dt dx • ÖÙng duïng sai phaân C 2 - C1 dC1 (5) = + D.A C V1 dt l l: chieàu daøi phaân taùn [L]. So saùnh phöông trình (1) vaø (5) D.A C C 2 - C1 Þ D' = (6) D' (C 2 - C1 ) = + D.A C l l 9
Trong chuyeån ñoäng roái ngöôøi ta duøng kyù hieäu E’ thay cho D’ vaø E. E.A C E' = (7) l 10
Moâ hình vònh – hoà Hoà chính (1) Vònh (2) • Sô ñoà moâ hình vònh - hoà 11
Phöông trình caân baèng khoái löôïng cho töøng thaønh phaàn dC1 = W1 - Q1C1 - k 1 V1C1 + Q 2 C 2 + E' (C 2 - C1 ) •Hoà: V1 dt dC 2 = W2 + Q1C1 - Q 2 C 2 - k 2 V2 C 2 + E' (C1 - C 2 ) •Vònh: V2 dt C1: noàng ñoä hoà 1 C2: noàng ñoä hoà 2 W1,W2: taûi löôïng hoà 1, hoà 2 K1,K2:heä soá phaûn öùng V1,V2: theå tích Q1,Q2: löu löôïng giöõa hoà 1 vaø 2 12
Tính toaùn giaù trò phaân taùn –AC : Tieát dieän E. –E: heä soá roái [m2/s] E ' = Ac l –l: ñoä daøi Moâ hình vònh – hoà coù theå söû duïng ñeå ñaùnh giaù heä soá phaân taùn trong tröôøng hôïp ñoái vôùi chaát baûo toaøn S2 naøo ñoù thì ta coù theå vieát phöông trình caân baèng cho vònh: dS2 = W2 + Q1S1 - Q 2S2 - k 2 V2S 2 + E' (S1 - S 2 ) V2 dt Trong tröôøng hôïp oån ñònh: W2 - Q 2S 2 + Q1S1 E' = S 2 - S1 13