تحقیق بر روی بدست آوردن ضریب ثابت انتقال جرم جابجایی و ضریب دیفیوژن متغیردر دو تابع نمایی وخطی از روی نتایج تجربی

در مقاله حاضر در فرایند دیفیوژن یک بعدی غیر دائم ، تغییرات ضریب دیفیوژن به صورت یک تابع خطی یا نمایی از غلظت موضعی فرض شده است . با این فرض، معادلات و شرایط مرزی و تابعیت ضریب دیفیوژن از غلظت با روشی ابتکاری بدون بعد شده اند . حل بدون بعد برای غلظت متوسط بدون بعد شده، برحسب زمان بدون بعد مورد بررسی قرار گرفت و مشخصات ریاضی این حل در چند نقطه آن بدست آمدند که شامل دو دسته بودند : زمان بدون بعد برای رسیدن به یک مقدار غلظت بدون بعد مشخص، و شیب در آن غلظت بدون بعد مشخص . سپس سعی شد رابطه هایی بین این مقادیر و مقادیر اعداد بدون بعد دیگر) از جمله عدد بیوت بر حسب ضریب دیفیوژن در غلظت اولیه ) که مشخص کننده هر حل بدون بعد هستند، با استفاده از برازش منحنی سه بعدی بدست آیند. این روابط باید طوری می بودند که به طور معکوس از این روابط بتوان اعداد مشخصه بدون بعد را برحسب مقادیر زمانهای بدون بعد و شیب این منحنی ها بدست آورد . همچنین این روابط باید چنان باشند تا در هنگام تغییر از حالت بدون بعد به حالت بعد دار ، بتوان از روی منحنی های تجربی بعددار، مقادیر ضریب دیفیوژن و تابعیت آن را به همراه ضریب جابجائی جرم متوسط در سطح جسم بدست آورد . این امر که تاکنون در تحقیفات منتشر شده یافت نشده، در تحقیق حاضر با استفاده از یک روش ابتکاری و به کمک یک نرم افزار ریاضی با موفقیت برای هر دو حات نمایی و خطی انجام گرفت . سپس این روابط برای یک حالت عملی که نتایج آزمایشگاهی آن در دسترس بود بکار گرفته شد و ضرایب مربوطه با موفقیت بدست آمد. مقایسه داده های آزمایشگاهی با نتایج عددی بدست آمده در سه حالت (ضریب دیفیوژن ثابت، نمایی و خطی( از حل عددی، نشان داد که نتایج عددی تطبیق خوبی با داده های تجربی دارند. این امر نشان دهنده این موضوع می باشد که می توان ضریب دیفیوژن و ضریب جابجایی جرم از سطح را به درستی از توابع بیان شده محاسبه نمود که گام بزرگی در بدست آوردن ویژگی ها و خواص مواد مختلف در پدیده دیفیوژن می باشد. نتایج نشان دادند که تطابق نتایج حالت نمایی از لحاظ فاصله با نتایج تجربی، در اوایل و انتها بهتر از دو حالت دیگر است و اختلاف نتایج حالت خطی در کل بیشتر از دو حالت دیگر به نظر میرسد . همچنین حالت نمایی از جهت پیش بینی زمان کل خشک شدن کمی بهتر از دو حالت دیگر است.