في الهندسةوالفيزياءوالكيمياء، تتعلق دراسة ظواهر النقل بتبادل الكتلةوالطاقةوالشحنةوالزخم والزخمالزاويبين الأنظمة المرصودة والمدروسة. في حين أنه يُستمدُّ من مجالات متنوعة مثل ميكانيكا الاستمراريةوالديناميكا الحرارية، فإنه يركز بشدة على القواسم المشتركة بين الموضوعات التي يتمُّ تناولها. تشترك الكتلة، والزخم، ونقل الحرارة جميعها في إطار رياضي متشابه للغاية، ويتم استغلال أوجه التشابه بينهما في دراسة ظواهر النقل لرسم روابط رياضية عميقة توفر غالبًا أدوات مفيدة للغاية في تحليل مجال واحد مشتق مباشرة من الاخرون.[1]
غالبًا ما يستند التحليل الأساسي في جميع الحقول الفرعية الثلاثة لنقل الكتلة والحرارة والزخم إلى مبدأ بسيط مفاده أن المجموع الكلي للكميات التي تتم دراستها يجب أن يتم حفظه بواسطة النظام وبيئته. وبالتالي، يتم النظر في الظواهر المختلفة التي تؤدي إلى النقل على حدة مع العلم أن مجموع مساهماتها يجب أن يساوي الصفر. هذا المبدأ مفيد لحساب العديد من الكميات ذات الصلة. على سبيل المثال، في ميكانيكا الموائع، يتمثل الاستخدام الشائع لتحليل النقل في تحديد ملف تعريف سرعة مائع يتدفق عبر حجم صلب.
ظاهرة النقل منتشرة في كل مكان في جميع التخصصات الهندسية. تظهر بعض الأمثلة الأكثر شيوعًا لتحليل النقل في الهندسة في مجالات العمليات، والكيميائية، والبيولوجية،[2] والهندسة الميكانيكية، ولكن الموضوع هو مكون أساسي في المنهج الدراسي في جميع التخصصات المشاركة بأي شكل من الأشكال مع ميكانيكا الموائعونقل الحرارة ونقلالكتلة.[3] يُعتبر هذا المفهوم الآن جزءًا من الانضباط الهندسي بقدر ما هو الديناميكا الحراريةوالميكانيكاوالكهرومغناطيسية.[4]
تشمل ظواهر النقل جميع عوامل التغيير المادي في الكون. علاوة على ذلك، فهي تعتبر لبنات البناء الأساسية التي طورت الكون والمسؤولة عن نجاح كل أشكال الحياة على الأرض. ومع ذلك، فإن النطاق هنا يقتصر على علاقة ظواهر النقل بالأنظمة المصطنعة.[5]
هو مبدأٌ مهمِ في دراسة ظواهر النقل هو القياس بين الظواهر.[26]
تعريف
هناك بعض أوجه التشابه الملحوظة في المعادلات الخاصة بالزخم والطاقة ونقل الكتلة،[27] والتي يمكن نقلها جميعًا عن طريق الانتشار، كما هو موضح في الأمثلة التالية:[28]
الكتلة: يعتبر انتشار وتبديد الروائح في الهواء مثالاً على الانتشار الجماعي.
الطاقة: يعتبر توصيل الحرارة في مادة صلبة مثالاً على انتشار الحرارة.
الزخم: السحب الذي تتعرض له قطرة المطر أثناء سقوطها في الغلاف الجوي هو مثال على انتشار الزخم (تفقد قطرة المطر زخمها في الهواء المحيط من خلال الضغوط اللزجة وتتباطأ).
معادلات النقل الجزيئي لقانون نيوتن لزخم السوائل وقانون فورييه للحرارة وقانون فيك للكتلة متشابهة جدًا. يمكن للمرء التحويل من معامل نقل إلى آخر لمقارنة ظواهر النقل الثلاث المختلفة.[29][30]
تم تكريس قدر كبير من الجهد في الأدبيات لتطوير المقارنات بين عمليات النقل الثلاث لنقل مضطرب وذلك للسماح بالتنبؤ بواحد من أي من العمليات الأخرى. يّفترض تشبيه رينولدز أن الفروق المضطربة كلها متساوية وأن الانتشار الجزيئي للزخم (μ / ρ) والكتلة (D AB ) لا يكاد يذكر مقارنة بالانتشار المضطرب.[31] عند وجود السوائل و/أو وجود السحب، فإن القياس غير صحيح. عادة ما تؤدي المقارنات الأخرى، مثل نظريتي فون كارمان وبراندتل، إلى ضعف العلاقات.[32]
التشبيه الأكثر نجاحًا والأكثر استخدامًا هو تشيلتون وكولبورن والذي يُعرف بتشابه عامل.[33] يعتمد هذا القياس على البيانات التجريبية للغازات والسوائل في كل من الأنظمة الصفائحية والمضطربة. على الرغم من أنه يعتمد على البيانات التجريبية،[34] إلا أنه يمكن إثبات أنه يلبي الحل الدقيق المشتق من التدفق الصفحي فوق لوح مسطح. يتم استخدام كل هذه المعلومات للتنبؤ بنقل الكتلة.[35]
العلاقات المتبادلة
في أنظمة الموائع الموصوفة من حيث درجة الحرارة، وكثافة المادة، والضغط، من المعروف أن الاختلافات في درجات الحرارةتؤدي إلى تدفق الحرارة من الجزء الأكثر دفئًا إلى الأجزاء الأكثر برودة في النظام وبالمثل تؤدي اختلافات الضغط إلى تدفق المادة من مناطق الضغط العالي إلى مناطق الضغط المنخفض («علاقة متبادلة»).[36] الأمر اللافت للنظر هو ملاحظة أنه عندما يتغير كل من الضغط ودرجة الحرارة، يمكن أن تؤدي الاختلافات في درجات الحرارة عند الضغط المستمر إلى تدفق المادة (كما في الحمل الحراري) ويمكن أن تؤدي اختلافات الضغط عند درجة حرارة ثابتة إلى تدفق الحرارة.[37] ربما يكون من المدهش أن يكون التدفق الحراري لكل وحدة فرق الضغط وتدفق الكثافة (المادة) لكل وحدة من فرق درجة الحرارة متساويين.[38]
وقد تبين أن هذه المساواة ضرورية من قبل لارس أونساجر باستخدام الميكانيكا الإحصائية كنتيجة لعكس الوقت للديناميات المجهرية.[39] النظرية التي طورها أونساجر هي أكثر عمومية من هذا المثال وقادرة على معالجة أكثر من قوتين حراريتين في وقت واحد.[40]
نقل الزخم
في نقل الزخم، يتمُّ التعامل مع السائل كتوزيع مستمر للمادة. يمكن تقسيم دراسة نقل الزخم أو ميكانيكا الموائع إلى فرعين: إستاتيكية السوائل (السوائل في حالة الراحة)، وديناميكيات الموائع (السوائل المتحركة). عندما يتدفق مائع في الاتجاه x الموازي لسطح صلب، يكون للسائل زخم موجه x، وتركيزه υ x ρ.[41] عن طريق الانتشار العشوائي للجزيئات، يتم تبادل الجزيئات في اتجاه z. ومن ثم تم نقل الزخم الموجه بـ x في الاتجاه z من الطبقة الأسرع إلى الطبقة البطيئة الحركة. معادلة نقل الزخم هي قانون اللزوجة لنيوتن المكتوب على النحو التالي:[42]
حيث τ ZX هو تدفق الزخم الموجه x في الاتجاه، ν غير μ / ρ، انتشارية الزخم، z هي المسافة من نقل أو نشر، ρ هي الكثافة، وμ هي اللزوجة الديناميكية. قانون اللزوجة لنيوتن هو أبسط علاقة بين تدفق الزخم وتدرج السرعة.[43]
نقل الكتلة
عندما يحتوي النظام على مكونين أو أكثر يختلف تركيزهما من نقطة إلى أخرى، فهناك ميل طبيعي لنقل الكتلة، مما يقلل من أي فرق تركيز داخل النظام. يخضع نقل الكتلة في نظام ما لقانون قانوني فيك للانتشار: يتناسبُ تدفق الانتشار من تركيز أعلى إلى تركيز أقل مع تدرج تركيز المادة وانتشار المادة في الوسط". يمكن أن يحدث النقل الجماعي بسبب قوى دافعة مختلفة. ومنهم:[44][45]
يمكن نقل الكتلة بفعل تدرج الضغط (نشر الضغط)
يحدث الانتشار القسري بسبب عمل بعض القوة الخارجية
يمكن أن يحدث الانتشار بسبب تدرجات درجة الحرارة (الانتشار الحراري)
يمكن مقارنة هذا بقانون فيك للانتشار، للأنواع أ في خليط ثنائي يتكون من أ وب:
حيث D هو ثابت الانتشار.
نقل الطاقة
جميع العمليات في الهندسة تنطوي على نقل الطاقة. بعض الأمثلة هي تسخين وتبريد تدفقات العملية وتغييرات الطور والتقطير وما إلى ذلك. المبدأ الأساسي هو القانون الأول للديناميكا الحرارية والذي يتم التعبير عنه على النحو التالي لنظام ثابت:[46]
صافي تدفق الطاقة من خلال نظام يساوي الموصلية مرات معدل تغير درجة الحرارة فيما يتعلق بالموضع.
بالنسبة للأنظمة الأخرى التي تتضمن إما تدفقًا مضطربًا أو هندسة معقدة أو شروطًا حدودية صعبة، سيكون من الأسهل استخدام معادلة أخرى:[47]
حيث A هي مساحة السطح، : هي القوة الدافعة لدرجة الحرارة، Q هو التدفق الحراري لكل وحدة زمنية، و h هو معامل نقل الحرارة.
أثناء نقل الحرارة، يمكن أن يحدث نوعان من الحمل الحراري:
الحمل الحراري الطبيعي أو الحُر هو دالة لأرقام جراشوف وبرانتل. تجعل تعقيدات نقل الحرارة بالحمل الحر من الضروري استخدام العلاقات التجريبية من البيانات التجريبية بشكل أساسي.[44]
التطبيقات
التلوث
تعتبر دراسة عمليات النقل ذات صلة بفهم إطلاق وتوزيع الملوثات في البيئة. على وجه الخصوص، يمكن للنمذجة الدقيقة أن تفيد في استراتيجيات التخفيف. تشمل الأمثلة التحكم في تلوث المياه السطحية من الجريان السطحي في المناطق الحضرية،[49] والسياسات التي تهدف إلى تقليل محتوى النحاس في تيل فرامل السيارات في الولايات المتحدة.[50][51]
^Spitzer، Lyman؛ Härm، Richard (1 مارس 1953). "Transport Phenomena in a Completely Ionized Gas". Physical Review. American Physical Society (APS). ج. 89 ع. 5: 977–981. DOI:10.1103/physrev.89.977. ISSN:0031-899X.
^ اب"Griskey, Richard G. "Transport Phenomena and Unit Operations." Wiley & Sons: Hoboken, 2006. 228-248.
^"The theory of the transport phenomena in metals". Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. The Royal Society. ج. 203 ع. 1072: 75–98. 7 سبتمبر 1950. DOI:10.1098/rspa.1950.0127. ISSN:0080-4630.
^"KU Leuven". Transport Phenomena. اطلع عليه بتاريخ 2021-11-18.
^Lakshminarayanaiah، N. (1 أكتوبر 1965). "Transport Phenomena in Artificial Membranes". Chemical Reviews. American Chemical Society (ACS). ج. 65 ع. 5: 491–565. DOI:10.1021/cr60237a001. ISSN:0009-2665.
^"Transport Phenomena". Chemical Engineering. 15 نوفمبر 2021. مؤرشف من الأصل في 2021-04-09. اطلع عليه بتاريخ 2021-11-18.
فاى راناواىفاى راناواى (Faye Runaway) ممثلة بورنوجرافية امريكية اتولدت يوم 30 نوفمبر 1987 فى مدينة ديترويت بولاية ميشيجان الامريكية ، اسمها الحقيقى ايرين مارى ادم (Erin Marie Adam) . [1] [2] [3] [4] [5] فيه فايلات فى تصانيف ويكيميديا كومونز عن: فاى راناواى
Hervormde kerk Hervormde kerk te Siegerswoude. Plaats Siegerswoude Denominatie Nederlandse Hervormde Kerk (PKN-gemeente) Gewijd aan Jakobus de Meerdere Coördinaten 53° 9′ NB, 6° 15′ OL Gebouwd in 1949 Begraafplaats Paar honderd meter ten zuiden van de kerk Architectuur Architect(en) Jo Vegter Stijlperiode Wederopbouwarchitectuur Interieur Orgel Heyligers orgel en Johannus orgel Afbeeldingen De oude middeleeuwse kerk in 1908. Portaal Christendom De hervorm...
Andrew ScottScott di Festival Film Internasional Toronto 2014Lahir21 Oktober 1976 (umur 47)Dublin, IrlandiaPekerjaanAktorTahun aktif1994–sekarang Andrew Scott (lahir 21 Oktober 1976) adalah aktor film, televisi, dan teater Irlandia. Ia dikenal luas sebagai pemeran Jim Moriarty dalam seri Sherlock di BBC sejak tahun 2010 sampai 2017. Tahun 2017, ia memerankan tokoh utama Hamlet dalam pementasan drama yang disutradarai oleh Robert Icke di Almeida Theatre. Tahun 2018, ia dianugerahi ...
هذه المقالة يتيمة إذ تصل إليها مقالات أخرى قليلة جدًا. فضلًا، ساعد بإضافة وصلة إليها في مقالات متعلقة بها. (أبريل 2019) راندي واين معلومات شخصية الميلاد 8 مايو 1955 (68 سنة) بوسطن الإقامة إيثاكا مواطنة الولايات المتحدة الحياة العملية المدرسة الأم جامعة كاليفورني...
Campeonato MundialPiscina Curta 2018 Nado crawl/livre 50 m masc fem 100 m masc fem 200 m masc fem 400 m masc fem 800 m fem 1500 m masc Nado costas 50 m masc fem 100 m masc fem 200 m masc fem Nado bruços/peito 50 m masc fem 100 m masc fem 200 m masc fem Nado mariposa/borboleta 50 m masc fem 100 m masc fem 200 m masc fem Estilos/medley 100 m masc fem 200 m masc fem 400 m masc fem Revezamento/livre 4x50 m masc fem 4x100 m masc fem 4x200 m masc fem Revezamento/medley 4x50 m masc fem 4x100 m masc...
Perhitungan awal diameter CoC (indistinctness) oleh T.H. pada tahun 1866. Lingkaran gamang (en:Circle of confusion, CoC atau disk of confusion, circle of indistinctness, blur circle, blur spot) adalah sebuah lingkaran citra pada bidang fokal yang terbentuk oleh kerucut (en:cone) proyeksi lensa yang tidak sempurna karena objek berada relatif jauh dari bidang fokus. Sebelum populer dalam bidang fotografi, konsep lingkaran gamang diperkenalkan oleh Henry Coddington pada tahun 1829 dalam A Treati...
هذه المقالة تحتاج للمزيد من الوصلات للمقالات الأخرى للمساعدة في ترابط مقالات الموسوعة. فضلًا ساعد في تحسين هذه المقالة بإضافة وصلات إلى المقالات المتعلقة بها الموجودة في النص الحالي. (يونيو 2023) هذه المقالة بحاجة لمراجعة خبير مختص في مجالها. يرجى من المختصين في مجالها مراجعت
سيسافانغ فاثانا (باللاوية: ເຈົ້າສີສະຫວ່າງວັດທະນາ) معلومات شخصية الميلاد 13 نوفمبر 1907(1907-11-13)لوانغ برابانغ الوفاة 13 مايو 1978 (70 سنة) سام نوا [لغات أخرى] مواطنة لاوس الأب سيسافانغ فونغ الحياة العملية المدرسة الأم معهد الدراسات السيا
اضغط هنا للاطلاع على كيفية قراءة التصنيف أفراس البحر المرتبة التصنيفية فصيلة فرعية التصنيف العلمي النطاق: حقيقيات النوى المملكة: حيوانات غير مصنف: ثانويات الفم الشعبة: الحبليات غير مصنف: الفقاريات غير مصنف: الفكيات غير مصنف: شعاعيات الزعانف غير مصنف: جديدات الزعانف ...
Historic cemetery in Dorset, England Bournemouth East CemeteryBournemouth East CemeteryDetailsEstablished1897LocationGloucester Road BournemouthCountryUKCoordinates50°43′59″N 1°49′48″W / 50.733°N 1.830°W / 50.733; -1.830TypeCemeteryOwned byBournemouth, Christchurch and Poole CouncilFind a GraveBournemouth East Cemetery Bournemouth East Cemetery (formerly known as Boscombe Cemetery) is a municipal cemetery in Boscombe, Bournemouth, England. In 1982, the chap...
American college football season 1922 Notre Dame Fighting Irish footballConferenceIndependentRecord8–1–1Head coachKnute Rockne (5th season)Offensive schemeNotre Dame BoxBase defense7–2–2CaptainGlen CarberryHome stadiumCartier FieldSeasons← 19211923 → 1922 Midwestern college football independents records vte Conf Overall Team W L T W L T Western State Normal (MI) – 6 – 0 – 0 Bradley ...
إم بي دي إيهالشعارمعلومات عامةالجنسية فرنسا[1] التأسيس 2001النوع منظمة الشكل القانوني شركة بأسهم مبسطة[2] المقر الرئيسي المملكة المتحدة، باريس، فرنسا، روما، إيطاليا، شروبنهاوزن، ألمانياموقع الويب mbda-systems.com المنظومة الاقتصاديةالشركات التابعة MBDA (United Kingdom) (en) MBDA Deutschl...
Reservoir in Saskatchewan, Canada Blackstrap LakeSunset at Blackstrap LakeBlackstrap LakeLocation in SaskatchewanShow map of SaskatchewanBlackstrap LakeBlackstrap Lake (Canada)Show map of CanadaLocation SaskatchewanCoordinates51°47′20″N 106°25′11″W / 51.78889°N 106.41972°W / 51.78889; -106.41972TypeReservoirPrimary inflowsEarthen aqueduct from Lake DiefenbakerBasin countriesCanadaMax. length14.4 km (8.9 mi)Max. width0.8–1.2 km (0....
Mi cakalangA bowl of mie cakalang with tude rica-rica.SajianHidangan utamaTempat asalIndonesiaDaerahManado, Sulawesi UtaraSuhu penyajianHangatBahan utamaMi, cakalang, caisim, daun bawang, bawang merah, bawang putih Media: Mi cakalang Mi cakalang adalah sebuah mi kuah cakalang tradisional dari Manado, Sulawesi Utara, Indonesia.[1] Mi kuah tersebut dikenal karena aroma ikan cakalangnya. Bahan-bahannya meliputi mi kuning, cakalang, caisim, kubis, cabai, daun bawang, bawang mera...
Sir Leo Chiozza Money Sir Leo George Chiozza Money (Italian pronunciation: [ˈkjoddza];[1] 13 June 1870 – 25 September 1944), born Leone Giorgio Chiozza, was an Italian-born economic theorist who moved to Britain in the 1890s,[2] where he made his name as a politician, journalist and author. In the early years of the 20th century his views attracted the interest of two future Prime Ministers, David Lloyd George and Winston Churchill. After a spell as Lloyd George's p...
Annual amusement park promotion in Ohio For the Halloween Haunt at Dorney Park originally named HalloWeekends, see Halloween Haunt (Dorney Park). HalloWeekendsGenreHalloweenFrequencyAnnualLocation(s) Cedar Point (1997–present) Dorney Park & Wildwater Kingdom (1998–2007) Valley Fair (1998–2000) Worlds of Fun (1999–2006) Years active1997–2019, 2021–Inaugurated1997WebsiteOfficial website HalloWeekends is an annual Halloween event at Cedar Point amusement park in Sandusky, Ohio. I...
United States historic placeBozeman-Waters National BankU.S. National Register of Historic Places Bozeman-Waters National Bank, August 2011Show map of IndianaShow map of the United StatesLocation19 W. Main St., Poseyville, IndianaCoordinates38°10′12″N 87°47′1″W / 38.17000°N 87.78361°W / 38.17000; -87.78361Arealess than one acreBuilt1924 (1924)ArchitectThole, Edward J., Sr.; Fowler & TholeArchitectural styleLate 19th And Early 20th Century Amer...