Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Молекулярная диффузия движущая сила

    Движущей силой диффузии является градиент концентрации диффундирующего вещества С вдоль направления поры X, а поток вещества направлен в сторону уменьшения концентрации. Величина коэффициента молекулярной диффузии определяется как свойствами самого диффундирующего вещества, так и составом среды, в которой оно диффундирует. Подробный анализ процессов диффузии можно найти в монографиях по кинетической теории газов [4]. По [c.98]


    ЦПМ является основным барьером, обеспечивающим избирательное поступление в клетку и выход из нее разнообразных веществ и ионов Осуществляется это с помощью разных механизмов мембранного транспорта. Молекулы воды, некоторых газов (таких, как О2, Н2, N2) и углеводородов, концентрации которых во внешней среде выше, чем в клетке, проходят через ЦПМ внутрь клетки посредством пассивной диффузии. Движущей силой этого процесса служит градиент концентрации вещества по обе стороны мембраны. Основным соединением, поступающим в клетку и покидающим ее таким путем, является вода. Движение воды через мембрану, подчиняющееся законам пассивной диффузии, привело к выводу о существовании в мембране пор. Эти поры пока что не удалось увидеть в электронный микроскоп, но некоторые данные о них были получены косвенными методами. Расчетным путем установлено, что поры должны быть очень мелкими и занимать небольшую часть поверхности ЦПМ. Высказывается предположение, что они не являются стабильными структурными образованиями, а возникают в результате временных перестроек молекулярной организации мембраны. [c.43]

    Коэффициенты массоотдачи и г характеризуют одновременный перенос вещества за счет молекулярной и конвективной диффузии и равны тому количеству диффундирующего компонента, которое передается в расчете на единицу межфазовой поверхности в единицу времени при единице движущей силы. Как видно из уравнения (111.146), последняя может выражаться по-разному. [c.211]

    В первой и третьей зонах реактора протекают физические процессы подвода и отвода веществ, подчиняющиеся общим законам массопередачи. Закономерности массопередачи определяются законами фазового равновесия, движущей силой процесса и коэффициентами скорости массообменных процессов. Массопередача осуществляется путем молекулярной диффузии, конвекции, испарения, абсорбции и десорбции. [c.95]

    Скорость горения определяется не только скоростью собственно химических реакций, но и конценфацией О, в зоне реагирования. Доставка О, к поверхности частицы осуществляется за счет турбулентной (молярной) и молекулярной диффузии. Движущей силой молекулярной диффузии является перепад концентраций и температур (термодиффузия). Молярная диффузия происходит под действием конвекции, обусловленной движением газа. [c.40]

    Диффузия в смесях. Если массового движения жидкости не происходит, то единственной возможной причиной переноса вещества может быть тепловое движение молекул, т. е. молекулярная диффузия. Движущей силой процесса диффузии, строго говоря, является градиент химического потенциала переносимого компонента смеси . Поэтому, исходя из принципа линейности потока и движущей силы, диффузионный поток компонента г определяется выражением  [c.406]


    Гравитационная выталкивающая сила (рг — р) является движущей силой, приводящей к возникновению течения. В аналитическом описании она входит в общее векторное уравнение баланса сил и количества движения. Другими балансовыми уравнениями являются уравнение неразрывности (баланс масс) и уравнение баланса, описывающее любой процесс переноса, вызывающий изменение плотности. Таким образом, всегда имеются по крайней мере три совместных уравнения, определяющие параметры течения скорость, давление и температуру или концентрацию. Кроме того, необходимы некоторые уравнения, связывающие параметры состояния, в частности, уравнение р = р( , С,р). Требуется также знать коэффициенты молекулярного переноса вязкость х для ньютоновской жидкости, коэффициент теплопроводности к, коэффициент диффузии компонентов О в законе Фика и некоторые другие коэффициенты, которые могут появиться в специальных случаях течения. [c.29]

    Первой гидродинамической моделью, предложенной для исследования процессов переноса, была модель, основанная на пленочной теории. Она предполагает, что вблизи поверхности раздела любой текучей среды имеется неподвижная пленка толщиной б, процессы переноса через которую происходят путем молекулярной диффузии. Условия в объеме рассматриваемой фазы должны быть постоянными с единственным исключением собственно пленки, так что общая движущая сила полностью используется явлением молекулярного переноса в пленке. [c.14]

    Уравнение (ХП,21) аналогично уравнению теплопроводности (IX, 1). Движущей силой процесса молекулярной диффузии является градиент концентраций с1С/с1п. Средняя величина градиента концентраций приближенно равна [c.221]

    Движущей силой процесса молекулярной диффузии является градиент концентраций (1с/(1п, который в общем случае изменяется в направлении переноса вещества. Средний градиент концентраций в первом приближении равен / [c.25]

    Все указанные явления вызывают снижение градиента концентраций в фазах по высоте аппарата и, следовательно, уменьшение средней движущей силы массопередачи. Аналогично влияет на среднюю движущую силу также молекулярная диффузия распределяемого вещества, которая происходит в направлении падения его концентрации в пределах каждой фазы. [c.419]

    Следуя Нернсту, уравнение Фика можно вывести из молекулярно-кинетических представлений. Будем рассматривать коллоидно-дисперсную систему как идеальный раствор, в котором движение частиц происходит под действием градиента химического потенциала, обусловленного градиентом концентрации коллоидных частиц. Иными словами, движущей силой диффузии оказывается градиент осмотического-давления коллоидных частиц. Для идеального раствора л= (Хо+НТ 1п с соответственно сила , действующая на 1 моль частиц, равна [c.142]

    Растекание жидкости по твердым телам и смачивание во многих случаях приводят к образованию устойчивых тонких пленок, находящихся в равновесии с объемной фазой [4]. Механизм растекания даже при отсутствии осложняющих явлений (испарение, растворение в твердом теле, химическая реакция) сложен. Растекание может обусловливаться движущей силой, связанной с поверхностными явлениями и вязким сопротивлением жидкости [1, 3]. Один из предельных механизмов растекания жидкости связан с молекулярной поверхностной диффузией [1]. [c.51]

    В. Перемешивание увеличивает коэффициент массопередачи или константу скорости процесса вследствие замены молекулярной диффузии конвективной, т. е. снижения диффузионных сопротивлений, препятствующих взаимодействию компонентов. Следовательно, усиление перемешивания взаимодействующих веществ целесообразно применять для процессов, идущих в диффузионной области до тех пор, пока общая константа скорости процесса к [см. формулы (П.63) — (П.65)] не перестанет зависеть от коэффициентов переноса О, т. е. вплоть до перехода процесса из диффузионной области в кинетическую, где к выражается формулой (П.64). Дальнейшее усиление перемешивания в проточных аппаратах снижает движущую силу процесса и скорость реакции. [c.74]

    Гидродинамические особенности турбулентного потока в канале были рассмотрены в гл. 3. Здесь же следует отметить влияние гидродинамических условий на перенос вещества. В пограничном слое толщиной 8 (рис. 15-2) происходит резкое, близкое к линейному изменение концентраций поскольку в этой области потока скорость процесса определяется молекулярной диффузией, роль конвективной диффузии мала. Это объясняется тем, что на границе раздела фаз усиливается тормозящее действие сил трения между фазами и сил поверхностного натяжения на границе жидкой фазы. Образование гидродинамического пограничного слоя вблизи поверхности раздела фаз ведет к возникновению в нем диффузионного пограничного слоя толщиной 5д, обычно не совпадающей с 5 . В ядре потока массоперенос осуществляется в основном турбулентными пульсациями, поэтому концентрация распределяемого вещества в ядре потока практически постоянна. Как отмечалось выше, перенос вещества движущимися частицами, участвующими в турбулентных пульсациях, называют турбулентной диффузией. Перенос вещества турбулентной диффузией описывается уравнением, аналогичным уравнению (15.14а)  [c.16]


    Это равноценно признанию, что движение молекулы в жидкости главным образом выражается в колебании, быстром отскакивании взад и вперед на расстояния, изменяющиеся относительно медленно. Структура жидкости, таким образом, подобна структуре твердого тела, в котором частица, будь это атом или молекула, колеблется, по крайней мере в нормальных случаях, около некоторого фиксированного среднего положения. Однако важно иметь в виду тот факт, что в жидкости молекула может свободно двигаться, постоянно меняя свое положение. Энергия молекулы, вызывающая смещение, идентична с энергией в газовом состоянии при той же температуре, о чем свидетельствует подчинение осмотического давления газовым законам. Скорость смещения отдельной молекулы в жидкости (например, скорость диффузии) меньше, чем в газе, вследствие большего трения, а не меньшей движущей силы. В жидкости, очевидно, нет статического трения длительного молекулярного смещения, но велико трение, которое может возникать при ограниченных скоростях смещения. Вследствие этого следует ожидать, что расположение молекул в жидкости является в сильной степени, хотя может быть и не вполне, беспорядочным (см. стр. 153—154). [c.39]

    Молекулярный перенос массы и энергии происходит вследствие беспорядочного теплового движения микрочастиц. Перенос массы по такому механизму называется диффузией, а энергии — теплопроводностью. Макроскопические количества массы и энергии переносятся лишь при наличии движущей силы, т. е. при отклонении системы от состояния равновесия. Как было показано выше, условием материального равновесия фазы является постоянство состава, а условием теплового равновесия — постоянство температуры во всем объеме фазы. [c.50]

    Механизм и кинетика переноса вещества определяются капиллярной структурой твердого тела и условиями проведения процесса. Как было показано выше, движущая сила процесса зависит от направления относительного движения взаимодействующих фаз. Механизм и кинетика процесса зависят от структуры потока, обтекающего твердые частицы. Если частицы неподвижны относительно жидкости или обтекаются ламинарным потоком, то в капиллярах жидкость практически неподвижна и перенос вещества в твердом теле происходит по молекулярному механизму (путем молекулярной диффузии). При турбулентном обтекании частиц турбулентные пульсации могут проникать в поры и наряду с молекулярным механизмом переноса действует конвективный механизм. [c.453]

    Для систем с фиксированной поверхностью раздела фаз была предложена так называемая двухпленочная теория массопередачи. Она основана на допущении, что на границе раздела со стороны каждой фазы имеются пленки, в которых сосредоточено основное сопротивление переносу вещества. Принимается также, что на границе раздела между фазами устанавливается равновесие и что движущей силой переноса вещества является разность концентраций на границе и в объеме фазы. В соответствии с этим коэффициенты массоотдачи Кх и Ку во взаимодействующих фазах связаны с коэффициентами молекулярной диффузии и Оу соотношениями  [c.462]

    Как отмечалось, скорость переноса вещества харак- теризуется коэффициентом переноса р, которым в сложных процессах массообмена должно учитываться сопротивление как внещней, так и внутренней диффузии. В простых случаях значения общего и частного коэффициентов массоотдачи практически совпадают. При переносе вещества через пленку газа, находящуюся у поверхности частиц, массообмен определяется разностью между парциальным давлением вещества в объеме газа и давлением вещества, адсорбированного на поверхности частицы. В случае применения ожижающей жидкости движущей силой процесса является разность молекулярных концентраций в пленке. [c.115]

    Одним из основных способов увеличения скорости химического процесса является перемешивание реагентов. Причем перемешивание увеличивает коэффициент массопередачи или константу скорости процесса вследствие перехода от молекулярной диффузии к конвективной. При этом снижается диффузионное сопротивление, препятствующее взаимодействию компонентов. Наиболее целесообразно увеличивать степень перемешивания взаимодействующих веществ при осуществлении процессов, протекающих в диффузионной области. При этом увеличивать степень перемешивания можно до тех пор, пока общая константа скорости процесса не перестанет зависеть от коэффициентов переноса В, т. е. до перехода процесса из диффузионной области в кинетическую. Дальнейшее увеличение перемешивания в проточных аппаратах снижает движущую силу процесса и скорость реакции. [c.141]

    Примечание. В формулах приняты следующие обозначения а— коэффициент температуропроводности, м-/ч -Х—коэффициент теплопроводности, Вт/Чм- С) ср-тепло-емкость газа при постоянном давлении, Дж/(кг °С) —средняя движущая сила теплопередачи, °С ДС—движущая спла массопередачи, выраженная в единицах концентрации (кг м , моль/м ) О—количество перенесенной массы, кг р — количество перенесенной теплоты, Дж Г—межфазная поверхность, эквивалентная поверхности теплообмена, м= т—время работы аппарата, с, ч р—плотность, кг/м" О—коэффициент молекулярной диффузии, м/с —общий коэффициент теплоцередачи, Вт/(м °С) а — частный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м - С) гОр—линейная скорость потока, м/с I — характерный линейный размер, м —кинематический коэффициент вязкости газа, м с К—общий коэффициент массопередачи, кг/(м- ч) б—коэффициент массопередачи, м/ч [прп теплообмене—кг/(м ч)] —инерционно-вязкостный критерий (видоизмененный критерий Рейнольдса для газа). [c.90]

    Влияние гидродинамического и аэродинамического режима. Различают два вида диффузии молекулярную (или микродиффузию) и конвективную (или макродиффузию). Движущей силой микродиффузии данного вещества является разность концентраций этого вещества в различных частях системы. Перенос вещества от мест с большей концентрацией к местам с меньшей концентрацией осуществляется в этом случае за счет теплового движения молекул. [c.206]

    Движущей силой макродиффузии является наличие разности давлений или плотностей в отдельных участках системы. В этом случае перенос вещества, осуществляющийся струями жидкости или газа, зависит от характера движения последних, т. е. от гидродинамических и аэродинамических условий процесса. Движение жидкости или газа может быть ламинарным и турбулентным. При ламинарном течении жидкости или газа отдельные слои их перемещаются параллельно твердой поверхности, а перенос реагирующих веществ к реакционной зоне осуществляется за счет молекулярной диффузии. При переходе же к турбулентному режиму струи жидкости или газа начинают двигаться беспорядочно относительно твердой поверхности. При этом концентрации веществ в объеме жидкой (газообразной) фазы выравниваются быстро, а толщина диффузионного слоя уменьшается, вследствие чего константы скоростей диффузионных стадий процесса увеличиваются. Таким образом, переход от ламинарного режима к турбулентному при постоянстве других факторов благоприятствует переходу процесса в кинетическую область. [c.206]

    Из термодинамики необратимых процессов известно [1], что между потоком диффундирующего вещества ] (количество вещества, протекающего в единицу времени через единицу площади) и силой, вызывающей этот поток, существует линейная связь. Из основного требования термодинамики необратимых процессов следует, что движущей силой молекулярной диффузии является градиент химического потенциала компонента. Градиент может быть записан, например, для второго компонента следующим выражением  [c.45]

    Так же, как и при молекулярной диффузии, количество вещества, которое перешло из одной фазы в другую за единицу времени, пропорционально поверхности контакта фаз Р и движущей силе процесса А. Уравнение конвективной диффузии имеет вид [c.220]

    Асн — движущая сила в начале процесса АСк — движущая сила в конце процесса (1 — диаметр частицы О — коэффициент молекулярной диффузии От — коэффициент турбулентной диффузии Д — коэффициент продольной диффузии Ог — коэффициент радиальной диффузии константы [c.103]

    В описанном методе получения металлических порошков процесс дистилляции проводится в неподвижном инертном газе или в паро-газовой смеси, движущейся с небольшой скоростью. Такой процесс определяется молекулярной диффузией и теплопроводностью. Механизм процесса образования частиц металла состоит в том, что между поверхностью металла и поверхностью конденсации устанавливаются потоки тепла и пара, в результате чего пересыщение пара изменяется. Процесс ведется при большой разности температур между поверхностью металла и поверхностью конденсации, поэтому на некотором расстоянии от поверхности металла пересыщение достигает критической величины, что приводит к образованию зародышей и последующему их росту в пересыщенном паре. Образующиеся частицы металла под действием сил термо- и диффузиофореза движутся к более холодной поверхности и осаждаются на ней. [c.136]

    Движущей силой диффузии является разность химических потенциалов пара и воздуха (iii — Ца), которая для изотермических условий может быть заменена разностью или градиентом относительной концентрации пара (V Рю)-Молекулярная масса влажного воздуха М определяется соотношением (10-1-9)  [c.393]

    При тех числах Рейнольдса, которые встречаются обычно на практике, числа Пекле весьма велики. Это означает, что уже при сравнительно малых числах Рейнольдса конвективный перенос вещества в жидкости преобладает над молекулярным. То же можно выразить словами коэффициент диффузии в жидкостях столь мал. что уже при малых скоростях течения перенос вещества движущейся жидкостью начинает преобладать над молекулярной диффузией. Последнее обстоятельство можно использовать для упрощения уравнения конвективной диффузии (8,8). Так как DA , выражающее молекулярную диффузию, в силу сказанного крайне мало по сравнению с конвективным членом уравнени (8,8). то им можно пренебречь. Тогда [c.66]

    Для пнтепсификации процессов в производстве солен применяются все приемы увеличения движущей силы АС и развития поверхности соприкосновения реагентов Р (см. ч. I, гл. И и VI). Для солевой технологии особенно характерны процессы в системе жидкость— твердое вещество (Ж—Т). Развитие поверхности соприкосновения фаз в системе Ж—Т достигается чаще всего измельчением твердого материала и перемешиванием взвеси измельченного твердого материала в жидкости при помощи механических или пневматических мешалок. Перемешивание одновременно способствует интенсификации процесса за счет турбулизации системы и замены молекулярной диффузии конвективным переносом молекул. Для увеличения движущей силы массопередачи особенно широко применяются различные приемы повышения начальной концентрации твердых, жидких и газообразных реагирующих ве- [c.141]

    Кинетика абсорбции. При А. поглощаемый газ в результате молекулярной, конвективной, а также турбулентной диффузии из ядра газового потока переносится к границе раздела фаз, а затем по такому же механизму равномерно распределяется в объеме жидкости. Скорость переноса характеризуется массовым потоком Уг > е. числом молей в-ва, переносимых за 1 с через 1 м межфазной пов-стн по нормали к ней. Обычно принимают, что на границе раздела фаз устанавливается равновесие прн составе фаз х р и у р. Тогда стационарный массовый поток прн А. (десорбции) поглощаемого газа можно выразить через коэф. мас-соотдачи для жидкой 3, (м/с) или газовой [3 [кмоль/ (м МПа)] фазы и движущие силы  [c.16]

    При истечении (ламинарном или турбулентном) газа из сопла (или из какого-либо отверстия) смешение имеет довольно сложный характер. При ламинарном истечении газа в атмосферу неподвижного воздуха между граничными слоями движущейся струи и окружающими ее слоями воздуха возникает трение. Под действием сил трения наружные слои струи подтормаживаются, а прилегающие к струе слои неподвижного воздуха вовлекаются в движение. Таким образом, происходит молекулярная диффузия воздуха в газовые слоц и газовых молекул в воздушную среду. По мере удаления от выходного сечения сопла скорости по сечению струи падают, а количество иодмешавшегося к струе воздуха постепенно возрастает. [c.11]

    Строго говоря, движущей силой процесса молекулярной диффузии является градиент химического потенциала вещества (под химическим потенциалом, как известно, понимают частные производные характеристических функций по числам молей компонентов ЛГ при всех других постоянных параметрах состояния, например 8Н/дМ1 = = д111дМ1 = дО/дМ , где Я-энтальпия, [/-внутренняя энергия, (/-энергия Гиббса. Но для случая переноса одного компонента (1 = /(с,), где С - концентрация /-го компонента в смеси. Тогда в качестве движущей силы можно использовать градиент концентраций, что намного упрощает расчеты. При невысоких концентрациях компонентов в реальных системах также можно использовать градиент концентраций в качестве движущей силы. Для достаточно концентрированных реальных систем при использовании в качестве движущей силы градиента концентраций следует учитывать влияние на величину коэффициента молекулярной диффузии состава системы (разделяемой смеси). [c.15]

    Среднемассовую ММ — Мщ, обычно определяют методами светорассеяния и седиментации. В этих методах используется сложное и дорогостоящее оборудование. Кроме того, при седиментации в ультрацен-трифуге необходимая длительность эксперимента Б некоторых случаях достигает нескольких недель. Эксперимент состоит в том, что раствор полимера помещают в ячейку, которая вращается в течение длительного времени. В результате достигается термодинамическое равновеспе, так что полимер распределяется по радиусу ячейки в соответствии с молекулярной массой фракций. При этом центробежная сила, действующая на макромолекулы, уравновешивается движущей силой, обусловленной диффузией и направленной противоположно градиенту концентрации. Определение ММ методом светорассеяния основано на том, что интенсивность рассеяния падающего света пропорциональна квадрату массы макромолекул. [c.74]

    Массообмен осуществляется путем молекулярной, турбулентной и конвективной диффузии, из которых наиболее медленной является первая. Основное сопротивление массообмена происходит в пограничных слоях у границы раздела фаз. Увеличение массообмена может быть достигнуто повышением относительных скоростей фаз, что ведет к уменьшению толщины пограничного слоя, росту турбулентной и конвективной составляющих переноса вещества, увеличению поверхности контакта взаимодействующих фаз и движущей силы процесса, например, путем повышения коэффициента про-тивоточности или изменения рабочих условий — температуры, давления. Различают два варианта массообмена односторонний (например, при абсорбции компоненты из газовой фазы переходят в жидкую) и двухсторонний (при ректификации). [c.108]

    Движущими силами молекулярной диффузии -го компонента в многокомпонентной смеси являются градиенты химических потенциалов всех компонентов V Xj (/=1, 2,. .., m), градиенты температуры VT и давления УР. Молекулярная диффузия, вызванная градиентами температур и давления, называется термодиффузией (эффект Соре) и бародиффузией соответственно. Вследствие ма-лости градиентов температур и давлений при массопередаче в системах газ — жидкость массообменных аппаратов далее будут рас смот рены только услоМйя изотермической и изобарической диффузии.  [c.45]

    Диализ представляет собой мембранный процесс, с помощью которого различные растворешше вещества, имеющие разные молекулярные массы, могут бьггь разделены за счет диффузии через полупроницаемую мембрану. Схема мембранного модуля, работающего в режиме противотока, представлена на рис. 15.7.1.1. С одной стороны от мембраны движется исходный раствор, из которого удаляются некоторые компоненты. Раствор, в который переносятся некоторые компонешы исходною раствора, называется диализатом. Движущей силой процесса диализа является градиент концентрации. При наличии градиента концентрации растворенное вещество диффундируег из исходного раствора через мембрану в диализат. Разделение растворенных веществ достигается за счет того, что скорости их переноса через мембрану различаются. [c.438]

    Рассматриваемые исходные вещества до их адсорбции и продукты реакции до их десорбции должны транспортироваться к поверхности катализатора или от нее через газовую фазу. Скорость, с которой происходят эти процессы, зависит от температуры, давления и скорости течения газа относительно поверхности. При нетурбулентном течении газа скорость массопередачи может быть относительно низкой и может действительно задерживать развитие реакции. В промышленных реакторах следует избегать такого положения, так как при давлениях, равных или выше атмосферного, самым медленным процессом часто является молекулярная диффузия. Когда реакция происходит в проточной системе, скорость газа обычно достаточно велика, чтобы массопередача происходила по механизму турбулентной диффузии. В таких условиях общая скорость реакции обычно не зависит от скорости массопередачи. Если N — скорость массопередачи на единицу поверхности ж кв — коэффициент массопередачи, то N может быть выражена через движущую силу, вызывающую массонередачу. Движущая сила будет представлять собой разность парциальных давлений в газовой фазе и слое у поверхности раздела газ — твердое тело. Таким образом, [c.403]

    Переход масла, распределенного на внешних и внутренних поверхностях твердой структуры семян, мезги или жмыха, в жидкую фазу растворителя — это процесс массопереноса (мас-сопередачи), движущей силой которого является разность концентрации масла внутри и вне экстрагируемого материала. Экстракция— это процесс массопереноса масла из маслосодержащего материала в растворитель, осуществляемый посредством молекулярной и конвективной диффузии. [c.165]

    Dlj — коэффициент молекулярной диффузии для пары i — / в многокомпонентной смеси при выборе в качестве движущей силы разности химических потенциалов (17.42), dJ — коэффициент термодиффузии для вещества г в многокомпонент--ной смеси (17.45), [c.17]

Смотреть страницы где упоминается термин Молекулярная диффузия движущая сила: [c.140]    [c.77]    [c.64]   
Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности Издание 2 (1982) -- [ c.33 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Движущая сила

Диффузия молекулярная



© 2025 chem21.info Реклама на сайте