Жидкости диффузия, смеси

В пористых катализаторах непрерывны как твердая фаза, так и жидкость (реакционная смесь). Поэтому теплопроводность системы можно рассматривать, основываясь на модели, в которой имеются два параллельных тепловых потока, обменивающихся между собой теплом. Последнее обстоятельство сильно усложняет рассмотрение, так как при типичном для многих катализаторов распределении пор диффузия при атмосферном давлении протекает в переходной области. При этом теплопроводность газа сильно зависит от размера пор или давления. Результаты оценки с помощью этой модели зависят от принятой геометрии структуры. Однако очевидно, что эффективная теплопроводность будет определяться главным образом свойствами болео теплопроводной фазы. С увеличением разницы теплопроводностей фаз становятся более значительными и расхождения результатов, полученных исходя из разных моделей. [c.169]

Влияние температуры детально рассматривается в [300]. При нагревании, как правило, снижается межфазная энергия за счет увеличения взаимной растворимости фаз, уменьшается вязкость жидкостей, возрастают коэффициенты объемной и поверхностной диффузии все это способствует снижению прочности твердых тел. К этому надо добавить, что очень яркие эффекты, состоящие в резком падении прочности, наблюдаются при нагревании минералов, содержащих связанную воду (серпентинита и др.), выше точки дегидратации, когда вода освобождается и приобретает подвижность [253]. Вместе с тем повышение температуры может и ослаблять влияние активной среды. Нагревание уменьшает адсорбцию и, следовательно, смесь активного вещества с неактивным при повышении температуры может действовать хуже. Увеличение коэффициентов диффузии может привести к тому, что жидкая фаза будет быстрее рассасываться в твердом теле, проникая в него через стенки трещины, что вызовет прекращение ее роста. [c.98]

Совершенствование сушествующих й внедрение новых методов разработки залежей нефти И газа требуют глубокого изучения механизма осуществляемых процессов. Жидкости и газы, насыщающие пористую среду нефтегазоносных пластов, представляют собой, многокомпонентную смесь углеводородов. Кроме углеводородных компонентов в пористой среде имеются также неуглеводородные компоненты, растворимые или практически нерастворимые в углеводородных смесях (например, вода) В результате отклонения системы от термодинамического равновесия, вызванного изменением пластовых условий, могут возникать сложные движения двух-трехфазных многокомпонентных систем в пористой среде, при которых скорости движения отдельных фаз, их плотность и вязкость меняются во времени и в пространстве. Эти движения характеризуются переходом отдельных компонентов из газовой фазы в жидкую, различием фазовых скоростей, диффузией компонентов, составляющих фазы и др. Такой характер фильтрационных течений возникает в пористой среде при движении газированной жидкости и ее вытеснении из пласта водой и газом, при фильтрации газоконденсатных систем, вытеснении нефти из пласта газом высокого давления или обогащенными газами, при взаиморастворимом вытеснении жидкостей и других процессах., [c.3]

Рассмотрим, например, поровый канал, частично насыщенный водой, над поверхностью мениска которой находится парогазовая смесь. Предположим, что давление в парогазовой смеси постоянно. При этом в результате описанного выще явления взаимной диффузии водяной пар диффундирует от поверхности мениска в газ и одновременно газ диффундирует в обратном направлении к поверхности мениска. Если водяной пар свободно диффундирует в окружающий газ, то для последнего поверхность мениска жидкости является непроницаемой преградой, что увеличивает количество газа у поверхности мениска. Поскольку общее давление па- [c.146]

В механике непрерывных сред точка в жидкости — это очень маленький объем в макроскопическом масштабе, но достаточно большой объем в микроскопическом масштабе, позволяющий оценивать локальные изменения температуры, скорости, концентрации и т. д. Применяя такой же подход к определению концентрации для наших систем, мы столкнемся с трудностями, поскольку, как было показано ранее, практически всегда смешение в полимерных системах осуществляется путем конвекции при отсутствии молекулярной диффузии. Согласно этому механизму процесс смешения — не что иное как объемное перераспределение одного компонента в другом. Из этого следует, что в любой точке системы согласно данному выше определению должен находиться один компонент либо дисперсионная среда, либо дисперсная фаза. Другими словами, если отсутствует молекулярная или турбулентная диффузия , то смесь в пределах точки будет полностью разделена на компоненты. Если же под концентрацией в точке понимать представительную концентрацию внутри небольшого локального объема, значительно превышающего объем предельной частицы или размеры сегрегированной области, но гораздо меньшего, чем объем исследуемой пробы (см. ниже), то можно провести анализ эффективности смешения. Разумеется, определенную таким образом концентрацию нельзя использовать для оценки, например, скорости реакции, протекающей по молекулярному механизму. В этом случае величины локальных объемов, связанных с такой точкой , гораздо меньше, чем в нашей точке . [c.185]

Рассмотрим процесс испарения топлива из открытого резервуара в неподвижную среду. Проинтегрируем выражение (3) по плоскому слою с путем диффузии L по направлению х, на поверхностях которого имеются постоянные по времени концентрации С — у зеркала жидкости, где пары насыщены, и С — у верхнего края резервуара, принимая для простоты, что смесь бинарна. В результате интегрирования [c.21]

Примером гомогенного горения в диффузионной ляется горение жидкости со свободной поверхности газа, выходящего из трубы. В этих случаях смесь паров и газов с воздухом образуется во время горения в результате диффузии кислорода к горючим парам и газам (рис. 7). [c.47]

Эффективность метода термодиффузии усиливается идущей обычно параллельно диффузии тепловой конвекцией. В этом случае принцип термодиффузионного метода выглядит следующим образом. Пусть разделяемая смесь помещена между горячей и холодной стенками сосуда. Понятия горячий и холодный здесь, разумеется, относительны. Вследствие эффекта термодиффузии легкий компонент концентрируется около горячей стенки, а тяжелый — у холодной. Кроме того, в сосуде возникают конвекционные потоки, вызванные разностью плотностей холодного и горячего газа (жидкости). В результате этого около горячей стенки возникает направленное движение массы газа (жидкости) вверх, а около холодной — вниз. Вот почему легкий компонент будет концентрироваться вверху сосуда, а тяжелый — внизу. Предельное разделение соответствует стационарному состоянию, когда количества легкого компонента вверху трубки и тяжелого внизу ее не будут более изменяться в результате процессов термодиффузии и конвекции. Однако при достижении стационарного равновесия должно происходить немедленное отделение обогащенных слоев, так как в смеси происходит также обычная концентрационная диффузия, направленная на выравнивание концентраций.разделяемых компонентов, причем эта диффузия идет тем быстрее, чем больше разность в концентрации газа (жидкости) в верхней и,нижней областях трубки. [c.42]

Рассмотрим диффузию какого-либо газа в капельную жидкость из смеси его с другим газом. Пусть, далее, газовая смесь движется со скоростью ш и при этом газ переходит из движущегося потока в жидкость (точно так же можно представить себе диффузию рас творенного вещества из движущейся капельной жидкости в другую жидкость, в которой это вещество более растворимо). [c.460]

Седиментационное равновесие в градиенте плотности позволяет установить изменение градиента плотности в растворе полимера, который достигается в столбике жидкости, представляющей собой смесь легкого и тяжелого растворителей, при равновесии между седиментацией и диффузией под влиянием слабого центробежного поля. [c.123]

Метод равновесной седиментации в градиенте плотности основан на следующем. Если поместить в ячейку центрифуги смесь низкомолекулярных жидкостей (растворителей) различной плотности, то при сильном центробежном ускорении (более 10 м/с ) через некоторое время в кювете установится седиментационное равновесие, т.е. в радиальном направлении возникнет постоянный во времени градиент плотности. Если в таком бинарном растворителе содержится полимерный компонент с плотностью, промежуточной между плотностями элементов растворителя, то полимер начнет собираться в полосы в тех местах кюветы, где его плотность равна плотности бинарного растворителя. Чем ниже молекулярная масса, тем больше коэффициент диффузии и тем сильнее размывается эта полоса (изоденса). Для сополимеров (если сомономеры имеют разные плотности) в результате установления равновесия могут появиться несколько полос макромолекулы с различной плотностью соберутся в разные полосы. Следует отметить, что метод применим для молекулярных масс выше критической, иначе ширина полосы становится соизмеримой с длиной ячейки. [c.325]

Рассмотрим неподвижную однородную жидкогазовую смесь плотностью и вязкостью занимающую объем V с высотой слоя Я. Массовые концентрации растворенных в жидкости компонентов равны р, (г = 1, 5). В начальный момент давление над поверхностью смеси равно ро и смесь находится в равновесии. При резком снижении давления над поверхностью до р <Ро в жидкости образуются мелкие пузырьки (зародыши), которые затем начинают расти за счет диффузии в них некоторых растворенных в жидкости компонентов и, если слой достаточно высокий, то и с уменьшением гидростатического давления при всплытии пузырьков. Достигая поверхности смеси, пузырьки лопаются, освобождая содержащийся в них газ. Если давление над поверхностью смеси поддерживается постоянным, что возможно, когда выделившийся газ отбирается из системы, то такой процесс называется дифференциальной сепарацией. Если выделившийся газ накапливается над поверхностью смеси, то давление со вре- [c.580]

Следует также отметить, что поскольку в ходе кристаллизации при разных температурах из расплава выпадают кристаллы твердого раствора разного состава (например, при / состава с, при t2 состава С1 и т. д.), может создаться впечатление, что полностью затвердевший расплав должен представлять собой смесь кристаллов твердого раствора разного состава. Однако при равновесных условиях (а диаграммы состояния выражают только равновесные состояния вещества) этого не произойдет. Окончательно затвердевший расплав будет состоять только из одних однородных кристаллов твердого раствора состава С2, совпадающего с составом исходного расплава. Это произойдет именно потому, что точки кривой солидуса выражают такое состояние системы, когда равновесие уже установилось, а это предполагает, что процесс диффузии прошел до конца. Поскольку на кривой солидуса данной температуре соответствует в равновесных условиях только один какой-то определенный состав твердого раствора, ранее выпавшие кристаллы другого состава должны исчезнуть в результате диффузии произойдет перераспределение вещества между жидкостью и ранее выпавшими кристаллами и образуются только кристаллы состава, определяемого соответствующей температурой. Поскольку процесс диффузии протекает сравнительно медленно, в реальных условиях при достаточно быстром охлаждении он не всегда успевает пройти до конца. Поэтому в природе [c.231]

Монокристаллы могут быть выращены из собственного переохлажденного расплава. В таком случае их состав одинаков с составом жидкости, а температура кристаллизации близка к температуре плавления. При кристаллизации из растворов, которые представляют собой макроскопически однородную (гомогенную) смесь разных веществ, температура кристаллизации отдельных ее компонентов обычно значительно ниже температур их плавления, а состав кристаллов отличается от состава жидкости. Кроме того, при росте кристаллов из расплава существенную роль играет отвод теплоты кристаллизации, при росте из раствора — диффузия в среде около кристалла. Имеются также некоторые другие отличия в механизме его роста и формообразования. [c.13]

Все процессы разделения при помощи перегонки основаны на различии между составом жидкой смеси и составом ее пара. Состав пара зависит от реального давления насыщенного пара (парциального давления) каждого из компонентов в условиях, при которых находится смесь. Всякое чистое вещество при любой температуре будет обладать характерным для него равновесным давлением насыщенного пара или давлением насыщения, которое может быть достигнуто, если только будет дано время, достаточное для диффузии при наличии достаточной поверхности соприкосновения пара с жидкостью. Парциальное давление любого из компонентов смеси, находящейся в равновесном состоянии, зависит от давления насыщенного пара этого компонента в чистом виде, состава смеси и от влияния другого компонента смеси. [c.16]

Введение поправок на изменение объема при протекании реакции в системе газ — жидкость. При протекании реакции в системе газ — жидкость [43] суммарный процесс можно представить в несколько стадий диффузия молекул газа к поверхности жидкости, растворение газа в жидкости, химическое взаимодействие молекул растворенного газа с молекулами жидкости . Лимитирующей будет стадия, имеющая наименьшую скорость. При введении газообразного вещества в реакционную смесь и взаимодействии молекул газа с молекулами жидкости образуются новые [c.77]

В случае, когда реакционная смесь состоит из нескольких компонентов, го очевидно, что в диффузионной области скорость реакции определяется скоростью диффузии того компонента, для которого она меньше (если скорость диффузии остальных компонентов велика). Скорость диффузии в жидкостях значительно меньше, чем в газах, что видно из приведенных выше значений D. [c.397]

Поскольку смесь является гетерогенной, для получения значимых результатов необходимо, чтобы катализатор находился в контакте с однородной по составу средой с таким расчетом, чтобы химические явления не маскировались процессами диффузии. Это условие предполагает проведение надлежащей гомогенизации массы, а в случае реакций с участием жидкостей— эффективное перемешивание реакционной смеси. [c.146]

Очистка газообразных органических веществ производится главным образом путем вымораживания, фракционированного испарения смесей при низких температурах, а также при помощи целого ряда химических операций, позволяющих связать имеющиеся в газообразном веществе примеси. Большие успехи достигнуты в области разделения газов хроматографическим методом. Благодаря большей скорости диффузии газов по сравнению с жидкостями скорость пропускания разделяемого газа через колонку и размеры гранул адсорбента могут быть значительно увеличены. При хроматографическом разделении газов используется также сильная температурная зависимость адсорбции. Иногда весь процесс ведут при низкой температуре, иногда — при высокой, а в ряде случаев выгодно вводить газовую смесь в охлажденную колонку, а затем вытеснять компоненты, постепенно повышая температуру. В последнее время все большее значение приобретает газо-жидкостная, или газовая, хроматография, отличающаяся тбм, что в колонку вместо твердого адсорбента помещается пористый материал, пропитанный высо-кокипящей жидкостью. Разделяемые вещества (газы или жидкости в испаренном виде) пропускают через такую колонку в токе инертного газа (N2, Нг, Не). Пары разных веществ задерживаются жидкой фазой по-разному, а потому выходят из колонки через разные промежутки времени. [c.35]

Поглощение жидкостей полимерами — это то, что называют процессом осмоса. Физическая сущность процессов осмоса и растворения почти одна и та же. Действительно, это специфическая форма растворения и как другие формы этого процесса осмос включает диффузию молекул одного типа в среду, содержащую молекулы другого типа. Обычно мы представляем растворение как диффузию твердого тела (например, сахара) в жидкость (воду), с образованием однородной молекулярной смеси. При набухании же полимеров, наоборот, жидкость, диффундирующая в твердое тело, образует молекулярную смесь, которая представляет собой раствор. В одном из знакомых вариантов осмоса, например используемом для измерения осмотического давления (гл. 2), чистая жидкость отделена от раствора полупроницаемой мембраной, которая проницаема для молекул растворителя, но не дает возможности молекулам растворенного вещества переходить в обратном направлении. Единственное [c.195]

Диффузия в жидкостях обычно протекает медленно. Для ускорения диффузии, облегчающей и убыстряющей растворение, смесь необходимо перемешивать или нагревать. При повышении температуры увеличивается скорость движения молекул, т. е. усиливается их перемешивание. [c.134]

Для оценки скорости диффузии обычно пользуются коэффициентом молекулярной диффузии. В связи с тем, что молекулярная теория жидкостей разработана относительно слабо, то невозможно оценивать коэффициент диффузии в жидкостях с такой же точностью, как, например, для газов. Учитывая то, что остатки являются многокомпонентными смесями высокомолекулярных соединений, диффузионные явления в которых осложнены стерическими факторами и межмолекулярными взаимодействиями, обычно прибегают к различного рода упрощениям, в частности условно относят рассматриваемую смесь к двухкомпонентной. Например, дисперсную фазу относят к компоненту 1, а дисперсионную среду, в которой диффундирует дисперсная фаза, к компоненту 2. Для количественной оценки значений коэффициентов молекулярной диффузии в растворах могут быть использованы эмпирические корреляции, которые достаточно подробно рассмотрены Саттерфилдом [27]. Так, для оценки коэффициента диффузии В молекул соединений с относительно малыми размерами широко используется соотношение Вильке и Чанга [c.29]

Третий поток циркулирующего газа проходит в первый горячий сепаратор, предупреждая тем самым шламоосаждение. В реакторном блоке жидкой фазы решающее значение имеют условия контакта сырья, водорода и катализатора. Большую роль играет молекулярный вес сырья, так как растворимость водорода в тяжелых нефтепродуктах значительно меньше, чем в легких, а скорость реакции гидрирования определяется концентрацией водорода в том слое сырья, который находится в непосредственном контакте с катализатором. В реактор жидкой фазы поступает снизу вверх смесь сырья, суспензии катализатора и водорода последний барботи-рует жидкость, заполняющую реактор, способствуя равномерному распределению катализаторной взвеси в реакционном объеме и улучшая условия диффузии водорода к поверхности катализатора. [c.277]

При отсутствии химической реакции в объеме жидкости Pvm4fi 0) уравнения (1.1) несколько упрощаются. Однако коэффициенты в них зависят от координат, поэтому анализ соответствующей системы (1.1) сопряжен с большими трудностями даже в тех случаях, когда скорость реакции лимитируется концентрацией одного вещества или когда смесь стехиометрическая и коэффициенты диффузии компонентов совпадают, т. е. когда система (1.1) может быть сведена к одному уравнению. [c.11]

При кристаллизации эвтектического расплава диффузионное разделение жидкости на отдельные составляющие эвтектики приводит к ускоренному росту эвтектического цементита по сравнению с ростом первичных дендридов аустенита. Увеличение переохлаждения расширяет область кристаллизации эвтектики, так как скорость роста цементита превышает скорость образования и роста эвтектического аустенита. Это объясняется тем, что формирование последнего задерживается вследствие замедленной диффузии, т. е. эвтектический распад расплава с появлением механической смеси протекает быстрее, чем выпадение фаз, образующих эту смесь. Эта особенность эвтектической кристаллизации чугунных расплавов, богатых углеродом, расширяет область существования псевдоэвтек-тических структур. [c.52]

Нарушение термодиначоп. равновесия между жидкостью и паром, содержащимся в парогазовой смеси, объясняется скачком т-ры на границе раздела фаз. Однако обычно этим скачком можно пренебречь и принимать, что парциальное давление и концентрация пара у пов-сти раздела фаз соответствуют их значениям для насыщ. пара, имеющего т-ру пов-сти жидкости. Если жидкость и парогазовая смесь неподвижны и влияние своб. конвекции в них незначительно, удаление образовавшегося при И. пара от пов-сти жидкости в газовую среду происходит в осн. в результате мол. диффузии и появления вызываемого последней при полупроницаемой (непроницаемой для газа) пов-сти раздела фаз массового (т. наз. стефановского) потока парогазовой смеси, направленного от пов-сти жидкости в газовую среду (см. [c.275]

Сущность процесса термической диффузии заключается о том, что если смесь гязоо или жидкостей поместить п неоднородное температурное поле, например, в трубку, верх которой нагревается, а низ охлаждается, то между верхом и иизом трубки [c.409]

В работе рассматривалось влияние ацеталий на периодическое расслоение эмульсии. При проведении опытов готовилась смесь из жидкостей, моделирующих нефть и пластовую воду, в которую добавлялись ацетали с различной концентрацией, максимальное значение которых не превышало 0,05%. Воду с добавлением реагентов и нефть при соотношении 1 5 перемешивали при комнатной температуре, после чего заливали в стеклянные трубки и помещали в холодильную камеру с температурой - 5°С. В проводимых опытах через то же контрольное время периодическое расслоение не наблюдалось. Результаты опытов можно понять из анализа фазовой диаграммы (рис. 6). Здесь крестом отмечено состояние, соответствующее микрогетерофазному без добавления химических реагентов. Диффузия ацеталей в нефтяную фазу переводит систему в состояние, близкое к бинодали, т. е. дальше от псевдокритичности. Теперь понижение температуры не переводит систему в область абсолютной неустойчивости под спинодаль. Следовательно, система не может расслоиться на периодические области. [c.19]

Гетерогенные реакции такого типа протекают в срютеме, состоящей из двух или более несмешивающихся илп частично смешивающихся жидкостей. Типичными примерами являются реакции сульфирования и нитрования углеводородов. Реакционная смесь состоит обычно из двух фаз органической, в которой находятся углеводороды, и неорганической — кислотной фазы. Реакция идет на поверхности раздела фаз либо внутри органической или неорганическо11 фазы. Скорость процесса зависит от скорости диффузии компонентов в зоне реакции. [c.245]

Если в объеме находятся различные газы, то вследствие беспорядочного теплового двиясения и столкновений молекул газов во всем объеме создается однородная смесь различных компонентов, т. е. происходит диффузия. Скорость процесса диффузии зависит от взаимных столкновений молекул, а следовательно, от давления в рассматриваемом объеме и от температуры газа, так как ею определяется кинетическая энергия движения молекул газа. В вакуумной технике принцип диффузии нашел применение в пароструйных диффузионных насосах, в которых откачка газа происходит за счет диффузии откачиваемого газа в струю пара рабочей жидкости. [c.22]

Разделение жидкостей методом испарения через мембрану также основано на различной диффузионной проницаемости мембран для паров веществ. При этом движущей силой процесса, как правило, является перепад давлений или концентраций. Смесь жидкостей, находящуюся в контакте с мембраной, нагревают. Проникающие через мембрану пары отводят с помощью вакуумирования или потоком инертного газа. Выделяют [13] пять основных стадий процесса 1) перенос вещества из глубины жидкого потока к мембране 2) сорбцию вещества поверхностным слоем мембраны 3) диффузию вещества через мембрану 4) десорбцию вещества с противополо кной [c.16]

Гетерогенно-каталитические реакции проводятся в условиях интенсивного движения реакционной смеси относительно гранул катализатора. Вдали от наружной поверхности катализатора — в ядре потока — скорость движения реакционной смеси достаточно велика, и обычно жидкость (газ) движется в турбулентном режиме. Благодаря интенсивному тепло- и массопереносу выравнивание концентрации и температуры происходит на расстояниях, сравнимых с размером гранулы кaтaJшзaтopa. В вязком подслое реакционная смесь движется в ламинарном режиме, и массоперенос осуществляется путем молекулярной диффузии. Толщина [c.566]

В теории Сазерленда [7] и Эйнштейна [8] в качестве движущей силы рассматривается градиент осмотического давления, тогда как в современных теориях ответственным за диффузию считают градиент химического потенциала. Если вещество 2 при растворении в жидкости 1 образует идеальную смесь, то градиент химического потенциала растворенного вещества (ц2 = 1Л2 + ЯТ 1пс2) в направлении у, т. е. мера движущей силы диффузии, равен [c.184]

Если имеется газовая смесь и жидкость-поглотитель, то на границе их соприкосновения, где жидкость растворяет и поглощает газ (или пар), остается газовая пленка из его нерастворен-ной части. Дальнейший переход растворяемого компонента в жидкость будет происходить по мере его перемещения из общей массы газовой смеси в пограничную пленку, за счет диффузии, которая для газовой среды обусловливается разностью парциальных давлений растворяемого компонента в газовой смеои и в пограничном слое. С другой стороны, Ж)ИД К0сть в пограничном слое по мере насыщения газом теряет свою поглотительную способность, которая восстанавливается 1по мере п ремещения поглощенного газа (пара) из пограничного слоя в глубину жидкости. Это явление, в свою очередь, будет зависеть от скорости диффузии, т. е. от разности концентраций газа в растворе на поверхности пленки и в глубине жидкости. Таким образом, пограничные пленки газа и жидкости являются основным сопротивлением при переходе газа из газовой фазы в жидкую и их следует рассматривать как два диффузионных сопротивления, действующих последовательно. [c.12]