6. Advektif-Difüzyon. ÇEV 3523 Çevresel Taşınım Süreçleri Prof.Dr. Alper ELÇİ

Benzer belgeler
4. Adveksiyon ve Difüzyon Süreçleri

Hava Kirleticilerin Atmosferde Dağılımı ve Hava Kalitesi Modellemesi P R O F. D R. A B D U R R A H M A N B A Y R A M

SABİT KAYNAKLARDAN YAYINLANAN HAVA KİRLETİCİLERİN DAĞILIMLARININ MODELLENMESİ

r r s r i (1) = [x(t s ) x(t i )]î + [y(t s ) y(t i )]ĵ. (2) r s

1. Çevrede Kirletici Taşınımına Giriş

1. Hafta Uygulama Soruları

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

2 SABİT HIZLI DOĞRUSAL HAREKET

Akışkan Kinematiği 1

Bölüm 2. Bir boyutta hareket

FİZİK II - Final UYGULAMA

Bir boyutta sabit ivmeli hareket..

İÇİNDEKİLER. Ön Söz...2. Noktanın Analitik İncelenmesi...3. Doğrunun Analitiği Analitik Düzlemde Simetri...25

1. Giriş ve çevrede kirletici taşınımı. ÇEV 3523 Çevresel Taşınım Süreçleri Doç.Dr. Alper ELÇĐ

Uydu Yörüngelerine Giriş

DENEY 6 BASİT SARKAÇ

BÖLÜM 9 ÇÖZÜLMESİ ÖNERİLEN ÖRNEK VE PROBLEMLER

ÇEV 4721 Çevresel Modelleme

5.DENEY. d F. ma m m dt. d y. d y. -kx. Araç. Basit. denge (1) (2) (3) denklemi yazılabilir. (4)

Nokta uzayda bir konumu belirtir. Noktanın 0 boyutlu olduğu kabul edilir. Herhangi bir büyüklüğü yoktur.

MKM 308 Makina Dinamiği. Eşdeğer Noktasal Kütleler Teorisi

ITAP Fizik Olimpiyat Okulu

Adı ve Soyadı : Nisan 2011 No :... Bölümü :... MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ARA SINAV SORULARI

İnşaat Mühendisliği Bölümü Uygulama VIII ÇÖZÜMLER

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

Tanımlar, Geometrik ve Matemetiksel Temeller. Yrd. Doç. Dr. Saygın ABDİKAN Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ. JDF329 Fotogrametri I Ders Notu

İdeal Akışkanların 2 ve 3 Boyutlu Akımları

Bölüm-4. İki Boyutta Hareket

ANALİTİK GEOMETRİ KONU ANLATIMLI ÇÖZÜMLÜ SORU BANKASI

Mat Matematik II / Calculus II

MEKANİZMA TEKNİĞİ (3. Hafta)

Fiz Ders 10 Katı Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

Harita Projeksiyonları

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ-II

KKKKK VERİLER. Yer çekimi ivmesi : g=10 m/s 2. Metrik Ön Takılar sin 45 = cos 45 = 0,7

4. y=-2 doğrusundan 5 birim uzaklıkta. 5. O(0,0) başlangıç noktasından 3 birim. 6. A(1,2) ve B(5,8) noktalarından eşit. 7. x=-2 doğrusundan ve A(2,0)

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL

Gerçekte yükler yayılı olup, tekil yük problemlerin çözümünü kolaylaştıran bir idealleştirmedir.

DOĞRUNUN ANALİTİK İNCELEMESİ

Akışkanların Dinamiği

KLASİK BULANIK MANTIK DENETLEYİCİ PROBLEMİ : INVERTED PENDULUM

Fizik 101: Ders 16. Konu: Katı cismin dönmesi

İş-Kinetik Enerji, Potansiyel Enerji, Enerji Korunumu

İTÜ Elektrik Elektronik Fakültesi MAL 201 Malzeme Bilimi Ders Notları. Difüzyon (Yayınım)

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği ( 1. ve 2. Öğretim ) Bölümü Dinamik Dersi (Türkçe Dilinde) 2. Çalişma Soruları / 21 Ekim 2018

UYGULAMALI MATEMATİK ÇÖZÜMLÜ SORU BANKASI

Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Fizik-1 UYGULAMA-7. Katı bir cismin sabit bir eksen etrafında dönmesi

DENEY 1 SABİT HIZLA DÜZGÜN DOĞRUSAL HAREKET

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

DENEY 1. İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi

BASİT HARMONİK HAREKET

Uzayda iki doğrunun ortak dikme doğrusunun denklemi

DERSİN ADI: MATEMATİK II MAT II (12) KUTUPSAL KOORDİNATLAR VE UYGULAMALARI 1. KUTUPSAL KOORDİNATLAR 2. EĞRİ ÇİZİMLERİ

ANALİTİK GEOMETRİ ÇÖZÜMLÜ SORU BANKASI

Parametrik doğru denklemleri 1

Fizik Dr. Murat Aydemir

Su seviyesi = ha Qin Kum dolu sütun Su seviyesi = h Qout

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MALZEME BİLGİSİ DERS 6 DR. FATİH AY.

EMAT ÇALIŞMA SORULARI

ÇÖZÜMLER ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) İnşaat Mühendisliği Bölümü Uygulama VII

TİTREŞİM VE DALGALAR BÖLÜM PERİYODİK HAREKET

Düzgün olmayan dairesel hareket

KKKKK. Adı Soyadı : Numarası : Bölümü : İmzası : FİZİK I

8. SINIF 2 BiLiNMEYENLi DENKLEM SiSTEMLERi

ÇEV314 Yağmursuyu ve Kanalizasyon. KanalizasyonŞebekesinin Projelendirilmesi

( t) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

DENEY 1 - SABİT HIZLA DÜZGÜN DOĞRUSAL HAREKET

: MAXWELL TEKERLEĞİ. Deneyin Adı Deneyin Amacı

Fizik 101-Fizik I Dönme Hareketinin Dinamiği

DİNAMİK. Ders_2. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

FİZ 216 ELEKTRİK ve MANYETİZMA GRADİYENT DİVERJANS ROTASYONEL (KÖRL) HELMHOLTZ TEOREMİ KOORDİNAT SİSTEMLERİ

8. SINIF MATEMATİK TESTİ B

DENEY 2 SABİT İVME İLE DÜZGÜN DOĞRUSAL HAREKET VE DÜZLEMDE HAREKET

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)

DENEY 2 SABİT İVME İLE DÜZGÜN DOĞRUSAL HAREKET VE DÜZLEMDE HAREKET

Elastisite Teorisi Hooke Yasası Normal Gerilme-Şekil değiştirme

Gerçek Akışkanların Bir Boyutlu Akımları

8. SINIF MATEMATİK TESTİ A

Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Fizik Bölümü Fizik I Dersi Arasınavı

BAHAR YARIYILI FİZİK 2 DERSİ. Doç. Dr. Hakan YAKUT. Fizik Bölümü

Devre Teorisi Ders Notu Dr. Nurettin ACIR ve Dr. Engin Cemal MENGÜÇ

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

DENEYİN AMACI Akım uygulanan dairesel iletken bir telin manyetik alanı ölçülerek Biot-Savart kanunu

Potansiyel Enerji. Fiz Ders 8. Kütle - Çekim Potansiyel Enerjisi. Esneklik Potansiyel Enerjisi. Mekanik Enerjinin Korunumu

Cahit Arf Matematik Günleri 10

STATIK VE MUKAVEMET 4. Ağırlık Merkezi. Yrd. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

Prof.Dr. Tolga ELBİR. Dokuz Eylül Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Tınaztepe Yerleşkesi, Buca/İzmir. tolga.elbir@deu.edu.

Örnek...3 : β θ. Örnek...1 : Örnek...2 : KARMAŞIK SAYILAR 4. w i. = n z { i=0,1,2,...,(n 1) } Adım 1. Adım 2. Adım 3

DİNAMİK MEKANİK. Şekil Değiştiren Cisimler Mekaniği. Mukavemet Elastisite Teorisi Sonlu Elemanlar Analizi PARÇACIĞIN KİNEMATİĞİ

KAAN YÜKSEL OYULMAZ & HALUK DENİZLİ, ŞEYMA ATİK YILMAZ, UMUT KESKİN, ALİ YILMAZ

ÇEV 2006 Mühendislik Matematiği (Sayısal Analiz) DEÜ Çevre Mühendisliği Bölümü Doç.Dr. Alper ELÇĐ

PARABOL. Merkezil parabol. 2px. 2py F 0, 2 F,0. Şekil I. Şekil II. p Odağı F 2. Odağı F 0, Doğrultmanı x. Doğrultmanı y

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ELEKTROMANYETİK DALGA TEORİSİ VİZE SORULARI :.. OKUL NO ADI SOYADI

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

4. Çok büyük ve çok küçük pozitif sayıları bilimsel gösterimle ifade eder.

DİNAMİK (3.hafta) EĞRİSEL HAREKET-2: Kutupsal /Polar Koordinatlar (r,θ) A-Polar Koordinatlarda (r,θ) Hareket Denkemleri

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

TÜREVİN GEOMETRİK YORUMU

Transkript:

6. Advektif-Difüzyon ÇEV 353 Çevresel Taşınım Süreçleri Prof.Dr. Alper ELÇİ (c) 018 Alper Elçi. Tüm hakları saklıdır. İzinsiz olarak hiçbir şekilde kullanılamaz, yayınlanamaz.

Konum Konum Adveksiyon ve Difüzyon Karşılaştırma Zaman Zaman Adveksiyon Difüzyon qa v C dc qd D dx (c) 018 Alper Elçi. Tüm hakları saklıdır. İzinsiz olarak hiçbir şekilde kullanılamaz, yayınlanamaz.

Advektif-Difüzyon Denklemi Adveksiyon ile taşımım ve difüzyonun birlikte etkisi sonucu toplam taşınım ve yayılma 1-D advektif-difüzyon denklemi: D u C C C t x x -D advektif-difüzyon denklemi (akış sadece x-yönünde): Dx D y u t x y x C C C C Ortam izotropik ise: D u (Uslu, 1987) C C C C t x y x 3-D advektif-difüzyon denklemi (akış sadece x-yönünde): Dx D y D z u t x y z x C C C C C Ortam izotropik ise: D u (c) 018 Alper Elçi. Tüm hakları saklıdır. İzinsiz olarak hiçbir şekilde kullanılamaz, yayınlanamaz. C C C C C t x y z x

Noktasal Kaynaktan Ani Olarak Bırakılan Maddenin Advektif-Difüzyonu D u C C C t x x t=0 da perspektif görünüm alan 1-D çözüm için önemli kabul: Noktasal kaynaktan madde bırakıldıktan sonra enkesitte (y-z düzleminde) tam karışım meydana gelmektedir, dolayısıyla C y = C z = 0 t>0 da üstten görünüm Denklemi çözebilmek için hareketli bir koordinat sistemi kullanacağız. Bu sistem, bulut merkezi her zaman orijinde kalacak şekilde hareket etmektedir. (x,t) > (θ,t) ve böylece C(x,t) C * (θ,t) Θ = x ut ve θ = 0 noktası her zaman madde bulutunun merkezindedir.

Noktasal Kaynaktan Ani Olarak Bırakılan Maddenin Advektif-Difüzyonu () Denklemi zincir kuralını uygulayarak dönüştürelim: C C * C * t C * C * u t t t t t C C * C * t C * x x t x C x C * : dönüştürülmüş konsantrasyon [M L 3 ] θ: dönüştürülmüş x koorinatı [L] C * C C C C u D u C t * * * * t * C* D Koordinatı dönüştürülmüş advektif-difüzyon denklemi, difüzyon denklemi ile aynı!

Noktasal Kaynaktan Ani Olarak Bırakılan Maddenin Advektif-Difüzyonu (3) t=0 zamanında ve x=0 daki düzlemde M kütlesi kadar aniden 1-D akış olan bir ortama bırakılan madde için çözüm (1-D advektif-difüzyon) : M C *, t e 4Et 4 Dt C x, t = M 4πDt e x ut 4Dt M: birim enkesit alanı için bırakılan madde kütlesi [M L ] D: difüzyon katsayısı [L T] t=0 zamanında ve (x,y)=0 noktasında M kütlesi kadar aniden -D akış olan bir ortama bırakılan madde için çözüm bırakılan madde için çözüm (-D advektif-difüzyon) : C x, y, t = 4πt M e D x D y x ut 4D x t y vt 4D y t M: birim uzunluk için bırakılan madde kütlesi [M L] u: x-yönündeki ortalama akış hızı [L T 1 ] v: y-yönündeki ortalama akış hızı [L T 1 ]

Noktasal Kaynaktan Ani Olarak Bırakılan Maddenin Advektif-Difüzyonu (4) t=0 zamanında ve (x,y,z)=0 noktasında M kütlesi kadar aniden 1-D akış olan bir ortama bırakılan madde için çözüm bırakılan madde için çözüm (3-D advektif-difüzyon) : C x, y, z, t = 4πt 3 M D x D y D z e x ut 4D x t y 4D y t z 4D z t M: bırakılan madde kütlesi [M] u: x-yönündeki ortalama akış hızı [L T 1 ]

Noktasal Kaynaktan Ani Olarak Bırakılan Maddenin Advektif-Difüzyonu (4) Konsantrasyon dağılımının, kaynak noktası akışaşağısındaki değişimi:

1-D Yarı-Sonsuz Ortamda Uniform ve Ani Olarak Bırakılan Maddenin Advektif-Difüzyonu Farklı başlangıç ve sınır koşulları kullanarak çözüm elde etmek gerekir: Başlangıç koşulu: 0 C x, 0 0 x 0 C x, 0 C x 0 Sınır koşulları: C C, t 0, t x 0 t=0 zamanında, x-ekseni boyunca C=0 ise ve x 0 için konsantrasyon aniden C 0 düzeyine yükseltilirse ve serbest bırakılırsa (ani kaynak) : erf(x): hata fonksiyonu C x, t = C 0 1 erf x ut 4Dt

Örnek-1: Bir endüstriyel tesisin yanındaki dereye, C=100 mg/l lik organik madde 50 saniye süreliğine kazara dökülmüştür. Dökülen atıksuyun debisi m 3 /s dir. Atıksuyun döküldüğü noktadaki dere enkesit alanı 0 m dir. Tesisin çevresel etkilerini izlemek için tesisin 500 m akışaşağısındaki kesitte bir su kalitesi ölçüm istasyonu bulunmaktadır. Dere için türbulanslı difüzyon katsayısı D = 7 m /s olarak belirlenmiştir. Derenin akış hızı ortalama olarak 0,3 m/s ölçülmüştür. a) Ölçüm istasyonunda oluşması beklenen konsantrasyon, kazadan t= 0 dak. sonra ne olur? b) Aynı şartlar altında, t = 30 dak sonra, x= 00 ve 500 m uzaklıkta konsantrasyonun değeri nedir? c) Aynı şartlar altında, t = 30 dak sonra görülebilecek en yüksek konsantrasyon nedir ve nerede görülür? Çözüm denklemi: C x, t = M 4πDt e x ut 4Dt

Çözüm t=30 dak x=500 m