Практикум по процессам и аппаратам пищевых производств/ С. М. Гребенюк, А. С. Гинзбург и др под ред. С. М. Гребенюка

iştirak   edir:   I  fazadan   ibarət   olan   maddə,   II   fazadan   ibarət   olan   maddə   və   bir
fazadan digərinə keçiriləcək paylanan maddə.
Kütlə   mübadiləsi   prosesləri   dönər   proseslərdir.   Paylanan   maddə,   onun
fazalardakı qatılığından və bərabərlik şərtindən asılı olaraq, bir fazadan digərinə
keçə   bilər   ki,   bu   şərtlər   də,   ilk   növbədə   baş   verən   prosesin   temperaturu   və
təzyiqindən asılı olur.
F a z a l a r a r a s ı   t a r a z l ı q – İstilik mübadiləsi proseslərində mühitlər
arasında temperatur fərqinin mövcudluğu şəraitində, istiliyin bir mühitdən digərinə
keçməsinə oxşar olaraq, kütlə mübadiləsi prosesləri də fazalar arasında paylanan
maddənin qatılıq fərqinin mövcudluğu şəraitində baş verir.
Əgər paylanan y qatılıqlı maddəyə malik G – buxar (və ya qaz) fazası L –
maye fazası ilə kontakta girərsə, onda paylanan maddə L – maye fazasına keçməyə
başlayar   və   bu   andan   da,   maddənin   L   –   fazasından   G   –   fazasına   əks   keçidi
meydana çıxar. Əks keçidin sürəti, paylanan maddənin L – fazasındakı qatılığının
artması   ilə   böyüyəcəkdir.   Müəyyən   vaxtdan   sonra   paylanan   maddənin   G   –
fazasından L – fazasına və əks keçid sürətləri eyniləşəcək və tarazlıq vəziyyəti
yaranacaqdır.   Bu   hadisəyə,   kütlə   mübadiləsi   proseslərində  fazaların   tarazlığı
deyilir. Fazaların tarazlığı zamanı, paylanan maddənin hər iki fazadakı qatılıqları
arasında müəyyən asılılıq qurulur ki, bu da 
 
x
f
y
P

 şəklində ifadə edilir. Fazalar
arasındakı tarazlıq, x – y diaqramında    t a r a z l ı q    x ə t t i    şəklində ifadə
edilir.
Kütlə   mübadiləsi   proseslərinin   hərəkətverici   qüvvəsi   işçi   və   müvazinət
qatılıqlarının böyük – kiçikliyindən asılı olan fərqlə təyin edilir. Bütün hallarda
prosesin hərəkətverici qüvvəsi müsbət olur. Bu zaman ∆c – hərəkətverici qüvvəni
ya G – fazasında paylanan maddənin ∆y – qatılıq dəyişməsi vasitəsi ilə, ya da L –
fazasında ∆x – dəyişkənliyi vasitəsi ilə ifadə edirlər. 
Aşağıdakı   (1)   şəklində   P   =   102   kPa   təzyiqdə   etil   spirti   –   su   sisteminin
tarazlıq xətti təsvir edilir. Tarazlıq xəttindən kütlə mübadiləsi aparatlarının qrafiki
hesablanması üçün istifadə edilir.
2

---

Şəkil 1.
Kütlə mübadiləsində hərəkətverici qüvvə 
Maye   –   maye   sistemində   kütlə   mübadiləsi   proseslərinin   hərəkətverici
qüvvəsini, adətən paylanan maddənin (kq/m
3
) ölçü vahidi ilə həcmi qatılıq fərqi
şəklində ifadə edirlər, nadir hallarda onu molyar hissələrlə, qaz – maye sistemləri
üçün isə  
p
P
P
P



  – parsial təzyiqlər fərqi vasitəsi ilə ifadə edirlər. Tənlikdə
qeyd   olunan   P   –   kəmiyyəti,   komponentin   qazdakı   faktiki   parsial   təzyiqi,   P
p
  –
kəmiyyəti   isə   maye   ilə   müvazinət   şəraitində   komponentin   qazdakı   parsial
təzyiqidir. 
Kütlə mübadiləsinin əsas tənlikləri
Kütlə mübadiləsi  prosesləri  üçün kütlə mübadiləsinin  əsas tənliyi ümumi
kinetik   asılılıqdan   çıxarılır.   Bu   asılılığa   görə,   prosesin   sürəti   onun   ∆c   –
hərəkətverici qüvvəsinə – fazalar arasında paylanan maddənin qatılıq fərqinə düz,
R – kütlə keçiriciliyinin müqavimətinə tərs mütənasibdir, yəni 
c
K
R
c
F
M








                                (1)
3

---

burada,  
K
R


1
 – kütlə keçiriciliyi əmsalıdır;
Onda (1) tənliyindən istifadə etməklə (2) tənliyini yazmaq olar:
      







c
F
K
M
                                (2)
Əgər proses τ – zaman vahidində aid edilərsə, onda (2) ifadəsi (3) şəklinə
düşər:
c
F
K
M





                                         (3)
(2) və (3) ifadələri  k ü t l ə  k e ç i r i c i l i y i n i n  ə s a s   t ə n l i k l ə r i
adlandırılır.
Əgər (3) tənliyində M = kq/san, 
2
M
F

 və həcmi qatılıq – ∆c = kq/m
3
 ilə
ifadə   edilirsə,   onda   kütlə   keçiriciliyi   əmsalının   ölçü   vahidi   (m/san)   ilə   ifadə
ediləcəkdir, yəni 
san
m
m
kq
m
san
kq
c
F
M
K








3
2
)
(
Bu   ifadədən   belə   çıxır   ki,   K
'
  –   kütlə   mübadiləsi   əmsalı   vahidə   bərabər
hərəkətverici qüvvə şəraitində fazaların vahid səthi təması zamanı vahid zamanda
bir fazadan digərinə keçən maddənin kütlə miqdarıdır. 
Molekulyar və konvektiv diffuziya
Hərəkətsiz və ya zəif hərəkətdə olan maye mühitlərdə maddə qatılıqlarının
özbaşına bərabərləşməsi prosesi   m o l e k u l y a r    d i f f u z i y a    adlandırılır.
Fərz edək ki, arakəsmə ilə ayrılan bir qabda duz məhlulu və təmiz su verilmişdir.
Arakəsmə götürüldükdə, duz məhlulundakı duz, təmiz su olan tərəfə paylanacaq və
müəyyən vaxtdan sonra məhlulun qatılığı hər iki tərəfdə bərabərləşəcəkdir. 
4

---

Şəkil 2. 
Bu molekulyar diffuziya hesabına baş verir. Duzun qatılığı hər iki tərəfdə
bərabər   olduğu   zaman,   diffuziya   sona   çatır.   Molekulyar   diffuziya   zamanı,
maddələrin keçirilmə sürəti onların və mühitlərin xassələrindən, həmçinin prosesin
baş   verdiyi   təzyiq   və   temperaturdan   asılıdır.   Fik   qanununa   əsasən   molekulyar
diffuziya (4) tənliyi ilə ifadə edilir:

c
F
D
M




                                (4)
D – diffuziya əmsalı;
F – diffuziya səthi, m
2
;
∆c – maddənin qatılıq fərqi, kq/m
3
;
τ – diffuziya müddəti, san;
δ – diffuziya qatının qalınlığı, m.
Konvektiv diffuziya – maye və ya qazda, onların turbulent hərəkəti və ya
qarışdırılması zamanı, maddənin mübadiləsi baş verdikdə müşahidə edilir.
Şukarev   qanununa   əsasən   konvektiv   diffuziya   (5)   tənliyi   şəklində   ifadə
olunur:
c
F
M



                                (5)
burada: β – kütlə verimi əmsalıdır.
5

---