أشكال اجهزة Clarification

أشكال اجهزة sterilization

تقسيم الدرجات ع الجابترات حسب الاسئلة الوزارية 🔰

1. Positive Mixing (الخلط الإيجابي):
المقصود: هذا النوع من الخلط يصير بشكل تلقائي وطبيعي بدون تدخل خارجي، ويتم عن طريق الانتشار (diffusion).
أمثلة:
خلط غازين (مثل الأكسجين والنيتروجين).
خلط سائلين قابلين للامتزاج (مثل الماء والكحول).
الخصائص:
يختلط بسرعة وبدون مشاكل.
ما يحتاج طاقة خارجية أو جهد كبير.
الخلط يحصل بشكل غير عكسي (irreversible) وكامل.

2. Negative Mixing (الخلط السلبي):
المقصود: هذا النوع من الخلط صعب التكوين ويميل إلى الانفصال بسرعة بعد الخلط.
أمثلة:
المعلقات (suspensions) مثل خليط بودرة في ماء.
المستحلبات (emulsions) مثل الزيت في الماء.
الكريمات (creams) التي تحتوي على طورين.
الخصائص:
تحتاج طاقة مستمرة عشان تبقى مختلطة.
بدون طاقة، المكونات ترجع تنفصل.
الخلط غير مستقر، لذلك يستخدمون عوامل استحلاب أو مثبتات.

3. Neutral Mixing (الخلط المحايد):
المقصود: هذا النوع ما يخلط ولا ينفصل من نفسه، يعني مستقر لكنه غير نشط.
أمثلة:
خلط المساحيق (powders).
العجائن (pastes).
المراهم (ointments).
الخصائص:
يحتاج طاقة خارجية فقط عند الخلط.
بعد الخلط، يبقى ثابت ما لم يتأثر بعوامل خارجية.
ما يخلط من نفسه مثل الإيجابي، وما ينفصل من نفسه مثل السلبي.

Newtonian Fluid :
لزوجة ثابتة مهما غيرت السرعة — مثل الماء
*
العلاقة بين ال shear rate and applied stress خطية
*
*
*
Non-Newtonian Fluids:
لزوجة تتغير حسب السرعة أو القوة — مثل الكريم أو معجون الأسنان.
*
العلاقة بين ال shear rate and applied stress غير خطية

Turbulent mixing:

characterized by a random fluctuation of the fluid velocity at any given point within the system.

يتميز بتكوين الEddies
الي يُعَرَف على انه جزء من السائل يتحرك كمجموعة عكس التيار الي يتحرك بي السائل الكلي(دوامة صغيرة عكس الدوامة الاصلية)

portion of fluid moving as a unit in a direction often contrary to that of
the general flow

هاي الeddies

تبدي تتكسر الى دوامات اصغر و اصغر الى ان تختف

*Laminar Flow.

أولاً: شنو هو الجريان الطبقي (Laminar Flow)؟
هو نوع من حركة السوائل تتميز بأن الجزيئات تتحرك في خطوط متوازية ومنظمة (streamlines)، وما يكون فيها خلط عشوائي أو دوامات مثل الجريان المضطرب (turbulent flow).
يعني كل طبقة من السائل تنزلق فوق الطبقة الثانية بشكل ناعم ومنتظم.

شوكت يصير الجريان الطبقي؟
حسب النص، الجريان الطبقي يصير في الحالات التالية:
عند معالجة سوائل لزجة جدًا (highly viscous fluids): مثل العسل أو الكريمات الثقيلة، لأن حركتها بطيئة وما تقدر تولّد دوامات.
عند التحريك يكون خفيف (gentle stirring): لما تستخدم خلاط بسرعات بطيئة، ما تخلق طاقة كافية لتوليد جريان مضطرب، فيبقى السائل يتحرك بانسيابية.
بالقرب من الأسطح الثابتة في أوعية يكون فيها الجريان العام مضطرب: حتى لو كان الجريان العام في الخزان سريع ومضطرب، فإن المنطقة اللي جنب الجدران تظل تتحرك ببطء، وبالتالي يكون فيها جريان طبقي.

خلط سوائل مختلفة في الجريان الطبقي:
لما تخلط سائلين غير متجانسين (dissimilar liquids) في جريان طبقي:
ما يصير خلط سريع وعشوائي، لأن ما في دوامات.
يصير الخلط بطريقة تعتمد على القص (shear)، وهذا يعني أن:
القص يولد تمدد في السطح البيني (interface): الطبقات تبدأ تتمدد، ويزيد السطح الفاصل بين السائلين.
إذا كان الخلاط يطوي الطبقات على بعضها (folding): مثل لما تلف قطعة قماش وتطويها أكثر من مرة، يصير في طبقات أكثر، وتزداد المساحة البينية (interfacial area) بشكل كبير.

ليش المساحة البينية مهمة؟
كل ما زادت المساحة البينية بين السائلين، زادت كفاءة الانتشار (diffusion) بينهم، وبهذا يتم الخلط بشكل أفضل بمرور الوقت.

علاقة رياضية:
"The rate of increase in interfacial area with time is proportional to the instantaneous interfacial area."
هذا معناه:
كل ما كانت المساحة البينية كبيرة، يزيد معدل زيادتها بشكل أسرع.
يعني النمو أسي (Exponential) — لأن كل مرة تتضاعف الطبقات والمساحة، فيتضاعف معدل التمدد.

مثال توضيحي (تشبيهي):
تخيل معاك قطعتين من العجينة: وحدة بيضاء والثانية سوداء. إذا بدأت تطويهم فوق بعض بهدوء، كل مرة يصير فيهم خطوط أكثر، ويزيد التداخل بينهم. مع الوقت، المساحة اللي يتلامسون فيها تصير كبيرة جدًا، حتى لو ما في خلط عنيف.

الخلاصة:
الخلط في الجريان الطبقي بطيء لكنه منظم.
يعتمد على القص والتمدد التدريجي للطبقات.
المساحة البينية بين السوائل هي الأساس، وتزيد بشكل أسي إذا تم الطي أو التمدد المستمر.
مهم جدًا في خلط المواد اللزجة أو في ظروف ما تتحمل تحريك عنيف.

.

الانتشار الجزيئي
Molecular flow
هو حركة الجزيئات من منطقة تركيز عالي إلى تركيز منخفض.
يصير نتيجة الحركة الحرارية (thermal motion) العشوائية للجزيئات.
ما يحتاج طاقة خارجية، لكنه بطيء جدًا إذا كانت الطبقات سميكة.
لذلك نحتاج أول شي نستخدم laminar flow لتقليل المسافة بين الطبقات، ثم يبدأ الانتشار يخلط على المستوى الجزيئي.

العلاقة بالخلط:
بعد ما تصير الطبقات رقيقة جدًا (مثل ما شفنا في المثال السابق)، يبدأ الانتشار يشتغل ويكمل الخلط.
الهدف هنا هو إزالة الفروقات الحادة في التركيز بين الطبقات المختلفة.

molecular diffusion tends to reduce the sharp discontinuities at the interface between the
fluid layers and if allowed to proceed for sufficient time result in complete mixing.

:الجملة تكول
"المـُـنْتَشَر الجزيئي (molecular diffusion) يميل إلى تقليل الانقطاعات الحادة (sharp discontinuities) عند السطح الفاصل بين طبقات السوائل، وإذا أُتيح له الوقت الكافي، يؤدي إلى خلط كامل."

شنو معناها؟
لما يكون عندك طبقتين من سوائل مختلفة (مثلاً ماء وسكر مركز، أو سائلين ألوانهم مختلفة)، يصير عند الحد الفاصل فرق كبير جدًا في التركيز أو التركيب—وهذا يسمّى انقطاع حاد أو فجوة حادة (discontinuity).

الانتشار الجزيئي يتدخل هنا:
الجزيئات تتحرك من مناطق التركيز العالي إلى التركيز المنخفض.
هذي الحركة تقلل الفجوة بين الطبقتين.
مع الوقت، تصير التركيزات متقاربة جدًا في كل مكان، فتختفي الحدود (الواجهة)، ويصير السائل مخلوط بالكامل.

مثال بسيط:
تخيل عندك كوب فيه ماء، نزلت فيه نقطة حبر:
بالبداية تشوف نقطة حبر واضحة.
شوي شوي تنتشر الجزيئات، وتبدأ الحدود بين الحبر والماء تصير ضبابية.
بعد وقت كافي، يختفي شكل النقطة، ويتوزع اللون بالتساوي → هذا هو الخلط الكامل بفعل الانتشار الجزيئي.

الحجي الفوك يصير وفق قانون فيك

-كل ما زاد فرق التركيز(dc) =زاد الانتشار
-كل ما زادت المسافة بين الطبقات الصغيرة (dx)=زاد الانتشار
-مع مرور الوقت يصير فرق التركيز اقل الى ان يتساوى بين الطبقات=خلط كامل