واحدهای جداسازی گاز به طور گسترده ای در فرایندهای صنعتی برای جدا کردن گازهای خاص از مخلوط استفاده می شود.طراحی این واحدها به شدت بر درک اصول انتقال توده ای متکی است، به ویژه قوانین انتشار Fick این قوانین توصیف می کند که چگونه گازهای از طریق غشای حرکت می کنند و مهندسان را قادر می سازد تا بهره وری و عملکرد را از بین ببرند.

قانون اول Fick و کاربرد آن

قانون اول Fick می گوید که شار گاز از طریق یک غشای متناسب با شیب غلظت در سراسر آن است.

[[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱۰] [۲] [۲]] [۲]] [۱۰] [۲]] [۲] [۲]] [۲] [۲] [۳] [۲] [۳] [۲] [۳] [۳] [۱] [۱] [۲] [۱] [۳] [۳] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۳] [۲] [۳] [۳] [۱] [۱] [۱] [۲] [۲] [۳] [۳] [۱] [۳] [۳] [۲] [۳] [۳] [۲] [۲] [۲] [۳] [۲] [۲] [۳] [۱] [۳] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۲] [۳] [۳] [۳] [۲] [۲] [۳] [۳

در جایی که شار انتشار [FLT3] ضریب انتشار است و dC / dx شیب در طراحی غشایی، این قانون کمک می کند تا میزان در که گاز خاص از طریق غشا و ضخامت مواد نفوذ می کند، تعیین کند.

قانون دوم و انتقال Diffusion

قانون دوم Fick توضیح می دهد که چگونه تغییرات تمرکز در طول زمان در داخل غشای ضروری است برای درک رفتار گذرا در طول استارت آپ یا نوسانات فرآیند.

[[ویرایش] [۱] [۲] [۲] [۲] [۲]] [۲]] [۲] [۲]] [۲] [۲]] [۲] [۳] [۱] [۱] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۱] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۳] [۳] [۳] [۱] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۳] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲

این معادله به مهندسان اجازه می دهد تا چگونگی انتشار گازهای از طریق غشای در طول زمان را مدل سازی کنند و به طراحی سیستم هایی که نیاز به پاسخ سریع یا عملیات پویا دارند کمک کنند.

طراحی با استفاده از قوانین Fick

اعمال قوانین Fick در طراحی غشایی شامل متعادل کردن عوامل مانند ضخامت غشایی، ضریب انتشار و گرادینت نازکنر به طور کلی شار را افزایش می دهد، اما ممکن است قدرت مکانیکی را به خطر بیاندازد.

علاوه بر این، حفظ یک گرادینت غلظت بالا در سراسر غشای برای به حداکثر رساندن نرخ های تحریک کننده بسیار مهم است. مهندسان اغلب شرایط عملیاتی مانند فشار و دما را بهینه سازی می کنند تا شار گاز را بر اساس اصول Fick بهبود بخشند.

  • انتخاب مواد
  • بهینه سازی ضخامت
  • کنترل فشار و دمای عملیاتی
  • حفظ گرادیان غلظت