Области протекания процессов переходная

В стационарных условиях для каждой стадии разности скоростей процесса в прямом и обратном направлениях равны. Однако сами скорости могут существенно различаться. Стадия процесса, протекающая в данных условиях с наименьшей скоростью, называется лимитирующей. Скорость всего процесса в целом и его кинетические закономерности определяются скоростью лимитирующей стадии. В предельных случаях различают кинетическую, адсорбционную и диффузионную области протекания гетерогенно-каталитических реакций. Границы областей определяются условиями проведения процесса, и в каждой из них действуют особые закономерности, свойственные лимитирующей стадии. Между названными предельными областями лежат переходные, которые подчиняются закономерностям смешанного характера. [c.79]

Участок СО соответствует кинетической области протекания процесса. Он обычно характеризуется большим значением энергии активации. Участок ВС соответствует переходной области. Обычно переходы из одной области в другую не так резки, как показано на рисунке, и кривая имеет плавный вид. Такой ход кривой наблюдается для пористых катализаторов. В случае непористых поверхностей переходная область на кривых практически отсутствует, и кривая в точке В резко меняет направление [c.400]

Проверка влияния диффузионных факторов с выявлением области протекания каталитической реакции представляет собой важнейшую задачу кинетического исследования, без решения которой невозможно использование получаемой информации. Для этой цели применяется ряд экспериментальных и расчетных критериев. Каждый из таких критериев в отдельности часто не позволяет получить однозначный ответ о наличии или отсутствии диффузионного торможения, поэтому целесообразно для этой цели использование нескольких разных методов. Так как в диффузионных и переходных областях в большинстве случаев скорость процесса слабее зависит от температуры, чем в кинетической области, достаточно убедиться в отсутствии таких эффектов у верхней границы температурного интервала. [c.323]

Для теоретического определения области протекания процесса необходимо оценивать скорости процесса диффузии и химической реакции раздельно, как для независимых процессов. Соотношения этих скоростей определяют область протекания процесса в целом. Так следует поступать потому, что при установившемся течении реакции скорость диффузии становится равной скорости реакции независимо от режима процесса, т. е. равенство наблюдается в кинетической, диффузионной и переходной областях. При стационарном протекании реакции термин диффузионная область вовсе не означает, следовательно, что действительная скорость реакции на реакционной поверхности более скорости процесса диффузии к этой поверхности. Благодаря медленности подвода веществ на поверхность, скорость химической реакции на поверхности принудительно становится равной скорости процесса диффузии. Концентрация вещества на поверхности при этом мала, а градиент концентрации около поверхности получается большим. Наоборот, в кинетической области, когда независимо определенная скорость диффузии значительно превышает скорость реакции, равенство скоростей диффузии и реакции наблюдается при мало отличающихся значениях концентраций реагирующих веществ в объеме и на поверхности. [c.401]

Соотношение констант скоростей диффузии и химической реакции определяет протекание процесса в кинетической, диффузионной или переходной (смешанной) области. Область протекания процесса определяется природой реагирующих веществ и условиями проведения процесса (давление реагирующих веществ, температура, интенсивность перемешивания, пористость поверхности и т. д.). [c.259]

Поэтому, прежде чем приступить к расчету реакторов, по литературным или экспериментальным данным оценивают область протекания процесса - диффузионную, кинетическую или переходную, в которой вклад и диффузионных, и кинетических стадий соизмерим. [c.654]

В результате прохождения некоторого объема раствора верхняя часть колонки (рис. XI. 3) полностью насыщается ионами В+ — верхняя зона)] в средней части колонки ионит содержит одновременно ионы А+ и В+ — переходная зона, а нижняя часть остается насыщенной только ионами А+ — нижняя зона. При дальнейшем протекании раствора переходная зона, двигаясь вдоль колонки, образует фронт — область, где концентрация ионов В+ более или менее резко уменьшается до нуля. Фронт называют острым, если концентрация ионов в этой зоне меняется резко — от некоторого конечного значения до нуля. Ширина переходной зоны характеризует остроту фронта ионов В+, которая определяется состоянием равновесия и кинетикой ионообменного процесса. Зоны могут быть симметричными и несимметричными (один фронт размыт, другой — острый). Форма зоны определяется характером равновесного распределения ионов между фазами ионита и раствора. Влияние равновесного фактора на остроту фронта переходной зоны связано с типом изотермы обмена, т. е. зависимости концентрации иона в ионите от концентрации его в растворе (см. рис. XI. 2). [c.684]

Реакция закрепленных радикалов с подвижным компонентом (легкие молекулы, растворенные в полимере). В этом случае, по-видимому, можно использовать обычные представления диффузионной кинетики, однако механизм элементарного акта может иметь специфические особенности (уменьшение эффективной энергии активации в результате сольватации или образования связей водородного типа в переходном комплексе). При изучении таких реакций необходимо строго разграничивать диффузионную и кинетическую области протекания процессов [31]. [c.283]

Массоперенос при наличии химических реакций. При протекании гетерогенной химической реакции в зависимости от соотношения между сопротивлением массопереносу внутри самой жидкой (газовой) фазы (диффузионным сопротивлением) и поверхностным (химическим) сопротивлением, обусловленным конечностью скорости протекания самого химического превращения, говорят о диффузионной, кинетической и переходной областях протекания процесса. Поверхностное сопротивление определяется как отношение концентрации у поверхности к скорости реакции. Для реакции первого порядка поверхностное сопротивление — величина, обратная константе скорости гетерогенной химической реакции. [c.353]

Сопоставление экспериментальных данных оказалось в основном достаточным для определения макрокинетической области протекания процесса ХГО поликристаллического бора. В большинстве случаев он проходит в переходной диффузионно-кинетической области на различных уровнях скоростей осаждения. [c.259]

Различают кинетическую, переходную и диффузионную области протекания реакции окисления аммиака кислородом. Кинетическая область свойственна низким температурам. Она ограничивается температурой зажигания катализатора (Тз), при которой отмечается быстрый самопроизвольный разогрев его поверхности с переходом реакции в диффузионную область протекания. Именно эта область (600—1000 °С) и характерна для стационарного, автотермического процесса окисления аммнака в промышленных условиях на всех видах катализаторов. [c.40]

Особенностью гетерофазных реакций является необходимость переноса вещества из одной фазы в другую за счет массопередачи, одновременно с которой происходит сама химическая реакция. С подобным явлением мы уже встречались при гетерогенном катализе, но в данном случае математическое описание процесса существенно изменяется и нередко усложняется. В зависимости от относительных скоростей массопередачи и химической реакции здесь также имеются несколько областей протекания реакции 1) кинетическая, когда химическая реакция идет много медленнее массопередачи 2) диффузионная, в которой самым медленным является процесс переноса вещества 3) переходные области, характеризующиеся сравнимыми скоростями химической реакции и массопередачи. [c.192]

Хотя вследствие структурной неоднородности различных блоков их индивидуальные свойства проявляются и после введения их в БСУ, очевидно, все-таки происходит некоторое ограниченное совмещение блоков, что, как отмечалось выше, сказывается на температурах переходов. Другими словами, по-видимому, можно говорить о возникновении переходных областей, содержащих блоки различных типов. Однако доля такИх областей в системе должна резко уменьшаться по мере протекания процесса ассоциации (кристаллизации) блоков различного характера. Об этом может свидетельствовать тот факт, что Гпл кристаллической фазы блоков ОУ практически не отличается от таковой для исходного ОУ, а также высокая способность к ассоциации блоков ОУ и после введения их в БСУ. [c.85]

Исследование кинетики кристаллизации полиэтилена и полиоксиметилена, диспергированных в полимерной среде, не способной к кристаллизации (ПЭ в ПММА и ПОМ в полиизобутилене), показало [449], что для исследованных несовместимых систем кристаллизация при охлаждении может проходить в двух температурных областях, отвечающих процессам кристаллизации на гетерогенных зародышах (что характерно для полимера в блоке) и на гомогенных зародышах. Конечный результат кристаллизации зависит от природы компонентов, степени дисперсности кристаллизующегося компонента, способа приготовления смеси, термической предыстории расплава. Кристаллизация ПЭ и ПОМ, находящегося в виде дисперсной фазы в несовместимой дисперсионной среде, происходит при более низких температурах, чем в блоке, вследствие гомогенного зародышеобразования. Однако при анализе кристаллизации не было учтено влияние дисперсионной среды на протекание процесса кристаллизации вблизи границы раздела и были даны только общие характеристики этого процесса. При кристаллизации сополимера формальдегида с диоксоланом в полимерной дисперсионной среде, совместимой с сополимером, следовало ожидать, что при наличии переходного диффузионного слоя кристаллизация переохлажденного расплава должна быть заторможенной или проходить при более низких температурах. Однако этого обнаружено не было. [c.234]

В промежутке между диффузионной и кинетической областями лежит переходная область, в которой протекание процесса должно описываться решением уравнения (П, 2). В частности, для реакции первого порядка скорость реакции в переходной области будет выражаться формулой (П, 5). [c.59]

В переходной области скорость реакции I порядка выражается уравнениями (Х.35) — (Х.37). Таким образом, на примере реакции I порядка видно, что протекание процесса в кинетической или внешне-диффузионной областях зависит от соотношения величин к, О и б, причем чем меньше В и больше б, тем более вероятно осуществление внешне-диффузионного режима. [c.395]

При протекании реакции во внутренне-диффузионной и переходных областях скорости процесса и роль диффузионного торможения могут изменяться в зависимости от следующих факторов. [c.420]

При смещении значений потенциалов стали в область перепассивации наряду с общим растворением наблюдалась и межкристаллитная коррозия. Полученные результаты показывают, что вследствие наличия межкристаллитной коррозии у отпущенной стали как в транспассивном состоянии, так и в области, отвечающей переходному состоянию из активного в пассивное, надежным методом защиты от общей и межкристаллитной коррозии является поддержание потенциала стали в области устойчивого пассивного значения. Так как протекание процесса межкристаллитной коррозии зависит от значения потенциала стали в данном растворе, то можно защитить сталь от межкристаллитной коррозии даже в растворах, обычно применяющихся для определения склонности к межкристаллитной коррозии, путем [c.124]

В равной мере отсутствует научно обоснованный систематический метод определения лимитирующей стадии процесса. Вместо него существует набор отдельных приемов проверки того, удовлетворяет ли данный случай характерным признакам протекания процесса данного типа. Ни доказательств единственности найденного положительного ответа, ни указаний на то, что надлежит делать в случае отрицательного ответа, этот метод единичных проб не содержит. Особенно затруднительна расшифровка в случае протекания процесса в смешанной (переходной) области, когда характеристические времена отдельных стадий соизмеримы. [c.119]

Для повышения скорости жидкофазной гидрогенизации часто применяют рециркуляцию горячего и холодного шлама в целях повышения концентрации катализатора в зоне реакции, что свидетельствует о протекании процесса в кинетической либо переходной области. [c.156]

В предыдущем разделе была рассмотрена переходная область протекания гетерофазных процессов без учета химической реакции в пограничной пленке, что является лишь некоторым приближением к действительности, не [c.205]

Рис. 5.11, Влияние коэффициентоь массопередачи (а) и коэффициентов скорости реакции k (б) ия концентрацию реагента на поверхности раздела фая для переходной области протекания процесса ( i < 2 < s fei < й < ki, 6 - толщина пограничного слоя)

В предыдущем разделе была рассмотрена переходная область протекания гетерофазных процессов без учета химической реакции в пограничной пленке, что является лишь некоторым при- ближением к реальным процессам, не оправдывающимся при сравнительно быстрых реакциях. Из-за химической реакции в пограничной пленке фазы 1 и при условии, что диффузионное сопротивление сосредоточено также в этой пленке, изменение концентрации вещества на ней будет описываться уже не прямой, а некоторой кривой (рис. 58). [c.256]

Из приведенной выше формулы В. Г. Левича следует, что критерием протекания процесса в диффузионной области может служить линейная зависимость скорости хлорирования от со = или, что то же самое, независимость рассчитанных коэффициентов диффузии хлора от скорости вращения образца. При протекании процесса в кинетической или переходной области приведенная выше формула Левича неприменима для расчета коэффициентов диффузии. [c.264]

Определение области протекания реакции по зависимости суммарной скорости реакции от гидродинамики осуществляется следующим образом. Скорость химической реакции не зависит от гидродинамики, а скорость диффузии зависит от нее, поэтому из уравнения йС/йг = ЛРе " очевидно, что если п = О, то процесс идет в кинетической области, а если /г > О, то в диффузионной или в переходной области. [c.90]

Лимитирование важно учитывать как при описании процессов, так и при выборе наиболее эффективных приемов их интенсификации и управления химико-технологическими процессами. Эти приемы различны для разных областей протекания ХТП. Для эффективного воздействия на процесс технологу необходимо определить лимитирующую стадию, т. е. выявить область протекания ХТП, а затем воздействовать именно на лимитирующую стадию. При протекании процессов как в крайних, так и в переходных областях изменение скорости одной стадии приводит к изменению скоростей и других стадий. При этом возможен переход процесса из одной области протекания в другую. [c.73]

Области протекания ХТП при параметрах технологического режима, соответствующих переходу процесса из одной области в другую, называют переходными или промежуточными. При протекании ХТП в таких областях скорость процесса или лимитируется двумя смежными стадиями, или ни одна из стадий не является лимитирующей и эффективность процесса может повышаться путем воздействия на любую из них. [c.87]

При протекании процесса в переходной области, когда значения р я к сравнимы, изменение константы скорости реакции к и коэффициента массопередачи ( влияет на концентрацию реагента у поверхности раздела фаз, а через нее и иа скорость диффузии (рис. 5.11). [c.87]

Вопрос о соотношении скоростей массопередачи и химической реакции обычно рассматривают в связи с существующими представлениями об области протекания процесса. Понятие о кпнетичест ой, диффузионной и переходной областях протекания процесса было введено Франк-Каменецким [30] в 1947 г. В течение последующей четверти века эти представленпя переходили из одной монографии в другую и из одного учебника в другой. При этом в большинстве работ полностью игнорировался тот факт, что Франк-Каменецкий рассматривал конкретный случай реакции первого порядка в гетерогенно-каталитическом реакторе для системы газ — твердое тело [31]. Более того, даже применительно к этому случаю формулировки [c.14]

Результаты расчетов представлены в виде кривых на рис. 4.1. Границы кинетической области, которая расположена выше кривых, приведены в координатах входная температура-начальная концентрация кислорода Как видно из рисунка, выжиг кокса в кинетической области может быть реализован не для любых условий. Например, при начальной закоксованности 3% (масс.) и температурах ни ке 500 °С (при = = 10% (масс.) и Тг< 510 °С) регенерация катализатора будет проходить в области внутренней диффузии даже в атмосфере чистого кислорода. Аналогичная ситуация возникает при низких концентрациях кислорода. Так, при q = 3% (масс.) и концентрации кислорода ниже 6,5% (об.) (при 10% масс, и X <9% об.) даже при температурах 750 °С кинетические условия выжига кокса реализовать невозможно. Этот результат согласуется с выводом Ч. Саттерфилда [75] скорость горения прямо пропорциональна концентрации кислорода в окислительном газе, но так как реакция лимитируется диффузией, то влияние температуры на скорость реакции незначительно . Иногда в литературе медленную скорость удаления кокса, например, для условий qt = 6% (масс.), х = 2% (об.) и 7 = 487 °С [153] объясняют протеканием процесса исключительно в кинетической области. Однако из того факта, что скорость выжига мала, вовсе не следует, что процесс лимитируется кинетикой. Как видно из рис. 4.1, единственно возможная область протекания процесса при таких условиях-внутридиффузионная или переходная. [c.77]

Найденные закономерностн свидетельствуют о протекании реакции на границе разделов твердой и жидкой фаз. Выделение газообразного продукта реакции — двуокиси серы вызывает турбулизацию микрослоя жидкого реагента-тионилхлорида, окружающего кристалл терефталата, ЧТО и обуславливает, по-видимому, указанный характер зависимости Скорости процесса от температуры. Очевидно, турбулизация микрослоя. жидкого реагента газообразным продуктом реакции способствует переводу процесса из диффузионной в переходную область. Это подтверждается значениями величин энергий активации 80 и 107 кДж/моль для ЫаТФ и КТФ соответственно, определенными методом трансформации кинетических кривых (рис. 3, 4). Следует отметить, что в связи с изменением области протекания процесса в зависимости от температуры, энергию активации удается определить лишь в узких температурных интервалах 57—63°С и 23—28°С для ЫаТФ и КГФ соответственно. [c.53]

Вопросы теории диффузионного торможения при каталитических процессах рассмотрены в ряде научных статей и монографий [152—159]. Различают три основные области протекания каталитических процессов кинетическую, внешнедиффузиониую и внутри-диффузионную и соответствующие переходные области. [c.95]

Так, в работе [44] была изучена сорбция наров воды и бензола активными углями в области высоких относительных давлений, Были взяты угли с разным объемом мезопор. Сравнение предельных сорбционных объемов пор Vs по бензолу и воде показало (табл. 2), что т по воде намного меньше, чем но бензолу, причем их разность сопоставима с объемами мезопор углей г ме- Это обстоятельство позволило авторам предположить, что при предельной сорбции паров воды объемно заполняются сжиженным паром только микропоры угля, а на поверхности переходных нор имеется только полимолекулярный слой, отвечающий относительному давлению, равному единице. Равновесие при адсорбции паров воды на гидрофобной поверхности угля устанавливается очень медленно. Плохое смачивание водой поверхности пор активного угля может служить препятствием для протекания процесса капиллярной конденсации паров воды в переходных порах. [c.31]

Нельзя не учитывать еще одно важное обстоятельство. Использование зонной модели по смыслу задачи практически исключает учет кинетики процесса в переходной, наиболее сложной области протекания необратимой реакции. По мнению В. А. Реутского [154], доля общей высоты аппарата, приходящаяся на эту зону, как правило, невелика, и, как следствие, ошибкой, связанной с заменой (упрощением) кинетического уравнения, можно пренебречь. Однако это не так. Несложный анализ соотношения комплексов RIM, основанный на их различной зависимости от В,к, показывает, что переходная область сохраняется до полного исчерпывания активной части хемосорбента. Практически в промышленных аппаратах переходная [c.160]

В общем случае Лр>Лж>Лж, т. е. концентрация СОг, а следовательно, и [НСОз"] и [0Н ] не обязательно являются равновесными величинами, особенно при протекании процесса в кинетической и переходной областях. [c.191]

Переходя к рассмотрению некоторых черт механизма окисления водорода на переходных металлах, следует прежде всего отметить, что наличие корреляции между скоростью окисления водорода и позволяет, как и в случае окислов, постулировать разрыв связи Ме—О в лимитирующей стадии реакции. Однако, в случае металлов, судя по зависимости активности и от энергии связи Ме—Н, в лимитирующей стадии реакции происходит также разрыв связи Ме—Н. Следовательно, состав активированных комплексов лимитирующей стадии процесса окисления водорода на окислах и на переходных металлах различен, эти вещества в рассматриваемой реакции неоднотипны [42, 211]. Это подтверждается тем, что зависимости скоростей окисления на металлах и окислах различаются (рис. 40). Приведенные на этом рисунке данные об активности металлов относятся к кинетической области протекания реакции окисления водорода. Необходимо подчеркнуть также, что характерной чертой этого процесса на металлах является возможность его осуществления по гетерогенно-гомогенному механизму. В то же время, даже на одном из наиболее активных катализаторов окисления водорода — платине — эта реакция, во всяком случае в отсутствие свободных объемов, при температурах ниже 100° С протекает чисто гетерогенно. Это подтверждается практическим постоянством величин удельной каталитической активности платиновых катализаторов, удельные поверхности которых различаются примерно на 4 порядка [261]. В этих условиях реакция окисления водорода на платине осуществляется, по-видимому, по стадийному механизму через взаимодействие кислорода с поверхностью с образованием ОН-групп и их последующую реакцию с водородом, приводящую к выделению воды. Во всяком случае, протекание окисления водорода по такому механизму однозначно показано на пленках серебра при комнатной температуре [44, 217, 262—264]. [c.246]

Пользуясь этими признаками, можно определить макрокинетиче-ский режим протекания реакции. Нужно лишь иметь в виду, что, подобно газофазному катализу при жидкофазных реакциях, и в данном случае могут наблюдаться переходные области. Следует также подчеркнуть, что для суждения о протекании процесса в данном мак-рокинетическом режиме необходимо соблюдать совокупность всех указанных признаков, а не одного из них. Это несколько усложняет исследование, однако дает более достоверные результаты. [c.426]

При числах Рейнольдса, превышающих некоторое критическое значение Ке р, движение в трубе является турбулентным. Распределение средних скоростей при турбулентном течении отличается от пуазейлева распределения. В профиле скоростей при турбулентном течении можно выделить вязкий подслой, переходную область и полностью турбулентную область. Движение в турбулентной области характеризуется наличием беспорядочных пульсаций. Существование пульсаций определяет характер протекания процессов переноса в турбулентном потоке, ибо каждый элемент нри перемещении под действием пульсаций в новое положение сохраняет свои характеристики температуру, концентрацию примесей и т. д. Длина, на протяжении которой сохраняются свойства рассматриваемого элемента жидкости, носит название пути перемешивания. Эта характеристика аналогична длине свободного пробега в кинетической теории газов. [c.60]

В промежутке между диффузионной и кинетической областями лежит переходная область, в которрй протекание процесса должно описываться уравнением (3.3), а для реакции первого порядка — [c.49]

О и 1 она характеризует область протекания реакции. Если оЬо (м- -1 —М ) и%Ук (-Ро.)а, то Рэкв)к О, и имеет место чисто диффузионный режим. Если же (па 1 — Па) < и% к (Ро.), то (Рэкв) к (Рог)к- Это означает, что диффузионные ограничения по транспорту кислорода пренебрежимо малы скорость процесса определяется кинетикой реакции растворения. Между этими двумя крайними случаями лежит область переходных режимов. [c.144]

Ультразвуковые колебания, введенные в кристаллизующийся расплав, изменяют условия протекания процессов зарождения и роста кристаллов. Первичными факторами, которые характеризуют ультразвуковое поле, следует считать интенсивность подводимого к расплаву ультразвука и обусловленную свойствами среды эффективность поглощения его энергии на развитие кавитации, акустических потоков, радиационного давления и сил вязкого трения. В общем случае при кристаллизации следует учитывать действие ультразвука на жидкую фазу (расплав), на фронт кристаллизации и переходную (твердо-жидкую) область. Так, например, диспергирование кристаллов может происходить только на межфаз-ной поверхности расплав — кристалл, т. е. на фронте кристаллизации или на поверхности затвердевшей корочки расплава. Активиция примесей, развитие в расплаве акустических течений, изменение градиентов температуры в расплаве, напротив, возможно только в жидком металле вдали от фронта кристаллизации. [c.462]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология