Дәріс. Құралда болу уақыты бойынша сұйық таралуы. Ағын құрылымын индикаторлы зерттеу әдісі.

Ешқандай модель оригиналдың толыққ мәнімен жарыса алмайды. Кез келгені оның тек бір жағын ғана ашады. Екі ойдағы моделден құбылыс мәнін ашатыны таңдау маңызды, тек оның кей жақтарын ашатын құбылысты ашу біршама қарапайым болады. Егер одан әрі тереңдеп оқу керек болса бірінші сатыда алынған мәліметтер оны мақсатты жоспарлауға мүмкіндік береді. Осылайша моделдің тағы бір анықтамасын енгізуге болады модель – қаралатын процестің эқажетті құбылыс жағына жеке шектеулермен суреттелетін жүйелер.

Сонымен сұйықтың әртүрлі бөлшектері құралда қанша уақыт болатыны білгіміз келеді. Осыдан сұйықтың қандай бөлігі құралда қай мехзгіолде олатыны білгіміз келеді. Біз үшін маңыздысы – қанша сұйық, оның қанша мөлшері құралға кіреді бастапқы сәтте және одан қандай да бір уақыт өткенде шығады. Есеп сұйық құрал арқылы үздіксіз өтуімен күрделенеді, егер біз шығыста қандай да бір бөлшекті анықтасақ ол құралда қанша уақыт болды деп айта алмаймыз. Құралға секунд бұрын кірген бөлшек ондағы бір сағат болған бөлшектен айырмасы жоқ.

Бұл сұраққа жауап беру үшін әртүрлі іс жасауға болады. Барлық жинақтан құралда біраз уақыт болған бөлшекті бөліп аламыз; осы сәт тәжірибе басы деп санаймыз.

Құрал үздіксіз стационарлырежимде болса онда ол бөлшектер тағдыры мысалы, қай бөлігі құралда сол не басқа уақытта болған басқа уақытта болған бөлшектерден ерекшеленбейді. Осы бөлшектерді бөліп алып таңдалған таңдамалыны жалпы жинақтан бөліп аламыз. Осылайша барлық жинақ қасиеті туралы айта аламыз.

Құралдың бастапқы сәтінде кірген сұйық бөлшегін белгілейміз. Әр молекуланы белгілеу мүмкін емес. Ол үшін бастапқы деп белгіленген сәт ағынға қандай да бір қоспаны кіргізіп алады. Ондай қоспа кез келген зат бола алады (оны индикатор немесе белге деп атайды), сұқйықта мөлшерлі анықталып сонда болған уақытында ешнәрсемен де байланыспайды. Индикатор ағын сипатына әсер етпейтін мөлшерде енгізілуі керек, суда бояғыш ерітіндісін араластыруға болады, ауаға гелий, түтін сияқты. Одан басқа индикатор шығыста оңай фиксиялануы керек.

Енгізілгенде индикатор осы сәтте кіретін барлық сұйықпен араласады. Сосын ағындағы индикатор концентрациясы өлшенеді С_и, құралдан шығатын уаұқыт функциясы ретінде t. Индикаторды қосқан сәтте t = 0.

Индикатор концентрациясын өлшеуге арналған құрал кескіні 9.1. С_и от t сипатты тәуелділік графигі мына суретте 9.2.

Енгендегі индикатор концентрациясы өзгеруі мында көрсетілген 14.2, а; жылдам импульс моментке жағылады t = 0. Айтылғандай, идеалды жағдайда индикатор тез беріледі. Тез берілгенде оның концентрацитясының соңғы мөлшері үлкен болады.

Мына суретте 9.2,б құралдан шыққандағы индикатор концентрациясы өзгеруі көрсетілген.

Сурет 9.1 – Индикатор концентрациясын өлшеу кескіні: 1 – индикаторды енгізу;

2 –құралға кіру; 3 –құралдан шығу; 4 – концентрация датчигі; 5 – өзіжазатын құрал.

Алдымен С_и = 0, яғни индикатордың еш бөлшегі шыға алмаған. Шығыстағы сәтте t₁ ағынның тез бөлігіне жетеді. Шығыста индикатор байқалады. Осы сәттен бастап инидикатор концентрациясы мына сәтке дейін өседі t₂, сосын кеми бастайды (ағынның негізі бөлігі өтеді де тұнған аумақтағы циркуляция аумағындағы болған индикатор бөлігі де шығады). Осы бөліктер шығымы ұзақ болады. Тек біраз уақыт өткен соң барлық индикатор құралдан шғады.

а) б)

Сурет 9.2 – С_и от t тәуелділігі: а – енуде; б - шығуда; t₁ – индикатордың шығыста көріну сәті; t₂ –индикатордың шығыстағы максималды концентрация сәті.

Айтылғандай, бөлшектер болу уақытын бөлу статистикалық заңдармен суреттеледі де сигнал түрі бойынша сақталады, ол жүйе арқылы өткен. Мұндай сигнал ретінде жүйеге енуге индикатор берілуі қолданылады ол қарастырылған импульсті қарсылық, сонымен бірге сатылы және жиілікті.

Сатылы қарсылықта енуші шама секіруін өзгертеді (мысалы, индикатор концентрациясын) жаңа мәнге дейін, шығушы cигнал F белгіленеді (сурет 9.3). жекелей қарсылықта енуші шама гармоникалық тербеліс заңымен өзгереді де шыққанда амплитуда мен фаза бойынша өзгерген синусоид алынады (сурет. 9.4).

Сурет 9.3 – F(τ) от t тәуелділігі: а – енгендегі; б – шыққандағы; t₁ – жүйеге енгендегі индикатордың сатылы берілуіне шыққандағы индикатор көріну сәті.

Сурет 9.4 – С_и от t тәуелділігі: а –енгізуде; б - шығыста; t₁ – жүйеге енгендегі жиілікті индикатор берілгенде индикатор шығысында байқалатын сәті.

Осылайша график бөлшек болуының таралу сипаты бойынша айтуға мүмкіндік береді. Бірақ таралудың мөлшерлік сипатын беру үшін, бірқатар математикалық негіздеу жүргізу керек.

Негізі әдебиет 1 [43-45]

Дата добавления: 2015-12-07