ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние осевой и радиальной диффузии из "Введение в теорию и расчеты химических и нефтехимических реакторов" В предыдущих рассуждениях не учитывалось влияние молекуляр-яых диффузионных потоков. Они искажают характер движения и изменяют картину распределения времени пребывания. В работах Босворта показано, что влиянием продольной (осевой) диффузии в известных случаях можно пренебрегать. Радиальная диффузия оказывает более существенное влияние, и ее следует учитывать. [c.106] Наличие радиального градиента концентраций может вызвать свободную конвекцию и оказывать влияние на числовое значение О , которое в этом случае имеет значение, отличное от чистого коэффициента молекулярной диффузии. Исследования показали, что для жидкостей с физическими свойствами, близкими к воде, этот искажающий эффект свободной конвекции наблюдается при 2Е 1,09 см. При i 1,09 СЛ1 в расчетные зависимости можно вводить значение Од, равное коэффициенту молекулярной диффузии. [c.107] Для газов Рг 1. В этом случае условия (У,11) и (У,13) несовместимы, так как диаметр реактора должен одновременно вычисляться из двух противоречивых условий. Поскольку условие (У,13) является условием ламинарности потока, то при реакциях в газовой фазе поток турбулизуется раньше, чем будет достигнут минимальный размер реактора, позволяющий пренебрегать эффектом радиальной диффузии. Для реакций в жидкой фазе значения критерия Рг = = 10 —10 и условия (У,11) и (У,13) совместимы. [c.108] Продольная (осевая) диффузия приводит к изменению скоростей частиц вдоль реактора. Время прохождения отдельной частицы в зависимости от направления диффузионного потока либо сокращается, либо увеличивается. Вероятность изменения времени пребывания частицы приводит к появлению в расчетных зависимостях добавочного члена. При обычных значениях коэффициентов диффузии (так называемая умеренная диффузия) длина зоны реакции Ь значительно превышает длину зоны молекулярного перемещения частиц за время реакции. [c.108] Следующие примеры иллюстрируют изложенное. [c.109] Пример V-1. При температуре 300° С и давлении 5 ат стехиометрическая смесь нитрозилхлоржда и воздуха, как показали лабораторные исследования, реагирует за время T p. = 2io . = 8,5 сек. Коэффициент диффузии NO I в воздухе D — 0,056 см -сек радиус лабораторного реактора R 1 см. Длина реактора выбрана из условия ЫН = 20. Вязкость потока v = = 0,062 см -сек . [c.109] Требуется установить, можно ли пренебречь влиянием диффузии. [c.109] Очевидно, что в экспериментальном реакторе (d = 2 см) недопустимо отбрасывать влияние диффузии. [c.109] Пример V-2. Экспериментально найдено среднее время реакции термического крекинга уксусной кислоты т р. = 2Тоо. = 2,2 сек. Коэффициент диффузии D = 0,39 сл -сек коэффициент кинематической вязкости v = = 0,26 см -сек . [c.109] Определить условия, дающие возможность не считаться с эффектом продольной и радиальной диффузии. [c.109] Найденное значение d является критическим. С уменьшением диаметра режим потока будет ламинарным. [c.109] Влияние продольной диффузии пренебрежимо мало при условии (V,14) L 360/Z)Lt , . = 360-0,66 = 240 см. [c.109] Таким образом, в заданйых условиях при d 24 сл и 240 см радиальная и продольная диффузии не оказывают влияния на время пребывания молекулы в зоне реакции (ламинарный режим). [c.110] Вернуться к основной статье