ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Молекулярная диффузия и коэффициент молекулярной диффузии из "Гидродинамика, теплообмен и массообмен" Уравнение (31. 1), как и аналогичные уравнения переноса тепла и количества движения — например, уравнения (7. 18) и (7. 21), базируется, по существу, на эмпирической основе. Известно, что для идеальных газов и разбавленных растворов В является практически постоянной величиной для данного давления, температуры и бинарной смеси и почти не зависит от концентрации. Но установлено, что для более концентрированных растворов зависит от состава смеси. Это аналогично зависимости коэффициента тенлопроводности от температуры. При небольшом изменении температуры теплопроводность мало изменяется, но изменение температуры на несколько сотен градусов вызывает во многих веществах значительное изменение теплопроводности. [c.445] Коэффициент Dab стали применять лишь недавно большая часть литературных данных относится к коэффициенту диффузии который для неидеальных систем является функцией состава. В оставшейся части нашего курса мы ограничимся использованием Dab. [c.448] Твердые тела. Один из компонентов твердого тела будет диффундировать сквозь другие с измеримой скоростью, если существует надлежащий градиент концентрации, а температура достаточно высока. Процессы диффузии в твердых телах играют большую роль в металлургии. Как уже говорилось раньше, глубина, на которую углерод в процессе цементации проникнет в глубь стали за данное время, определяется законами диффузии. Скорость некоторых химических реакций определяется диффузией в твердом теле, но число важных для химика-технолога процессов диффузии Б твердом теле меньше числа процессов, связанных с диффузией в жидкостях и газах. Коэффициенты диффузии для небольшого числа систем с твердыми телами приведены в табл. 31. 1. Величина коэффициента диффузии значительно изменяется при переходе от одной системы к другой. Коэффициент D для многих систем сильно зависит от концентрации. [c.448] Жидкости. Диффузия в жидкостях играет большую роль во многих процессах разделения, особенно в жидкостной экстракции, абсорбции, дистилляции и ректификации. Табл. 31. 2 показывает, что для всех приведенных систем величины лежат в пределах 10 —10 см 1сек. Коэффициент диффузии зависит от состава среды. [c.449] Уравнение (31. 11) было использовано Уилке [172] в качестве основы метода определения коэффициентов диффузии в жидкостях. [c.449] Мы ограничились здесь качественным описанием теорий диффузий в газах и жидкостях. Хорошее введение в теорию, которое можно использовать для определения коэффициентов диффузии в газах и жидкостях, дано Бердом, Стюартом и Лайтфутом Трей-бал [165, 166] уделяет больше внимания эмпирическим зависимостям. В справочник Перри включены экспериментальные данные, а в книге Рида и Шервуда [132] приводятся экспериментальные данные и обзор методов расчета коэффициентов диффузии. [c.451] В некоторых химических процессах (например, в гетерогенном катализе) диффузия газообразного компонента в пористом твердом теле является важным фактором, влияющим на скорость реакции. Эффективный коэффициент диффузии в твердом теле снижается до величины, меньшей, чем в свободной жидкости, но двум причинам. Во-первых, извилистые траектории увеличивают расстояние, которое молекула должна пройти, чтобы продвинуться в твердом теле на данное расстояние, а во-вторых, ограничивается свободное поперечное сечение. Для таблеток многих катализаторов эффективный коэффициент диффузии газообразного компонента составляет величину порядка одной десятой от его значения для свободного газа. [c.451] Если давление достаточно низкое, а поры достаточно малы, механизм диффузии в корне изменяется возникает явление, которое называется диффузией Кнудсена. Этот вид диффузии наблюдается, когда размер пор приближается к длине свободного пробега молекул газа. В этих условиях каждая из молекул газа скорее сталкивается со стенками пор, чем с другими молекулами. [c.451] Вернуться к основной статье