Молекулярная диффузия в жидкостях

Все многообразие экспериментальных методов определения коэффициентов молекулярной диффузии в жидкостях можно разделить на три группы [1]. [c.221]

Молекулярная диффузия в жидкостях и газах [c.63]

Общие закономерности гетерогенно-каталитических реакций изложены во многих монографиях, например [1—3]. Однако в жидкой фазе имеются свои особенности в отношении механизмов и феноменологической кинетики жидкофазных гетерогенно-каталитических реакций. Так, скорость молекулярной диффузии в жидкостях значительно меньше, чем в газах, и диффузия протекает только в области, для [c.47]

Теория Поттера (пограничных слоев). Поттер [77] рассматривает молекулярную диффузию в жидкости, двигающейся упорядоченно, принимая за основу выводов гидродинамические отношения, т. е. относительное движение ламинарных потоков, двигающихся в том же направлении. Для такой модели массо-перенос определяется коэффициентом диффузии О в степени п, изменяющейся в зависимости от отношения количеств фаз ЕЩ. Показатель степени. имеет значения в пределах =0,33 0,5 [c.78]

Экспериментальные данные различных авторов по поперечному перемешиванию потока [14, 15 показывают, что при числах Рейнольдса от нескольких десятков и выше число PeJ практически не зависит от Не как для потоков газа, так и жидкости и в обоих случаях равно 10—12. При малых числах Не начинает проявляться различие между потоками газа и жидкости, связанное с различной скоростью молекулярной диффузии в жидкостях и газах. В области, где основную роль играет молекулярная диффузия, зависимость PeJ от Не становится линейной. При увеличении скорости потока возрастание эффективного коэффициента поперечной диффузии и выход [c.219]

В табл. 8 приведены данные по шкале турбулентности, размерам наименьших вихрей и минимальному времени смешения для двуокиси углерода, диффундирующей в турбулентно движущиеся газы и жидкости при 1 ama и 15 С. Как следует из табл. 8, несмотря на разницу в значениях кинематической вязкости газов и жидкостей, размеры наименьших вихрей в них сравнимы. Однако вследствие более низких значений коэффициентов молекулярной диффузии в жидкостях время смешения в них больше, чем при диффузии в газы. [c.121]

Левая часть уравнения выражает конвективный перенос вещества движущейся жидкостью, правая — выражение для переноса вещества молекулярной диффузией в жидкости. Уравнение дано для случая, когда к месту реакции диффундирует только одно вещество. Точное решение уравнения может быть проведено для отдельных немногих случаев при наличии простых геометрических условий. [c.76]

Если реагенты или один из реагентов находится в жидкой фазе, то условия транспорта реагентов к внешней и внутренней поверхностям катализатора резко изменяются относительно газофазных реагентов. Для газов коэффициент диффузии имеет порядок 10 м , для молекулярной диффузии в жидкости коэффицент диффузии 10 5 см с — на четыре порядка меньше. Концентрация в жидкости на два порядка выше, чем в газе при атмосферном давлении, но скорость диффузии остается значительно меньшей. Для реакции первого порядка, протекающей во внутридиффузионной области, отношение скоростей при газофазной и жидкофазной реакциях имеет порядок [c.155]

Аппараты, используемые для проведения процесса экстракции, называются экстракторами. Время пребывания жидкостей в них определяется в большинстве случаев скоростью переноса массы из одной фазы в другую за счет взаимодействующих между собой процессов молекулярной и конвективной диффузии. Именно поэтому процесс экстракции относится к классу массообменных процессов химической технологии. Причины возникновения диффузионного потока рассмотрены в 1.4.1. Скорость процесса молекулярной диффузии в жидкостях очень мала, поэтому основная функция аппаратов для проведения процесса экстракции заключается в том, чтобы максимально интенсифицировать процесс массопереноса. Принципы и способы такой интенсификации, вытекающие из теории массопереноса, которая подробно рассматривается в разделе 5, достаточно хорошо известны. [c.36]

Dj., коэффициенты молекулярной диффузии в жидкости и газе, м /е K—диаметр колонны, м [c.11]

Заметное влияние режима последующего медленного перемешивания объясняется сильной зависимостью скорости коагуляции от числа столкновений коагулирующих частиц. Коэффициент молекулярной диффузии в жидкости невелик, и скорость гетерогенных реакций, имеющих цромышленное значение, в большой мере определяется гидродинамическими условиями. Уже при самых незначительных скоростях потока перенос вещества начинает преобладать над молекулярной диффузией. Однако в ламинарном потоке механизм переноса остается таким же, как и в неподвижной среде [11]. При турбулентном режиме движения пере- [c.127]

Перед тем как приступить к изложению подготовленного материала, авторы считают необходимым кратко ознакомить читателя с тем, что понимается под молекулярной диффузией, дать определение коэффициента молекулярной диффузии в жидкостях и ряду наиболее употребляемых терминов. [c.786]

Принимаются попытки исиользовать интерференционные (оптические) методы [207], основанные на нестационарном процессе абсорбции, в течение которого оценивается градиент концентрации диффундирующего вешества как функция времени. Основное развитие эти методы получили при изучении молекулярной диффузии в жидкостях, где влияние концентрации на физические свойства раствора довольно значительное. Более подробно интерференционный метод рассмотрен в главе 2. [c.814]

Анализ существующих экспериментальных работ по определению коэффициентов молекулярной диффузии в жидкостях показьшает, что подавляющее число исследований диффузии в стационарных условиях было [c.837]

В приведенном примере газ, жидкость и катализатор находились в неподвижном состоянии и массоперенос осуществлялся только путем молекулярной диффузии. Молекулярная диффузия в жидкостях даже при повыщенных температурах происходит довольно медленно, поэтому и массоперенос молекулярной диффузией будет медленным. Для ускорения движения реагентов к катализатору и продуктов реакции от него применяют механическое перемешивание и барботаж водорода в жидкости. [c.183]

Коэффициент молекулярной диффузии в жидкости очень мал, обычно не превышает МО см /с, внутренний радиус трубки также невелик (< 2,5.10 см), поэтому первым членом в уравнении (24) можно пренебречь. Следовательно, [c.37]

Как следует из таблицы, несмотря на значительную разницу в значениях кинематической вязкости размеры наименьших вихрей сравнимы как в газах, так и жидкостях. Однако вследствие более низких значений коэффициентов молекулярной диффузии в жидкостях, при диффузии в жидкости минимальное время смешения больше, чем при диффузии в газы. [c.167]

Экспериментальные методы определения коэффициентов молекулярной диффузии в жидкостях [c.221]

На основании имеющихся к тому времени опытных данных Арнольд принял, что коэффициент молекулярной диффузии в жидкости изменяется линейно с температурой. Однако более поздние работы показали, что предположение Арнольда ошибочно, так как связь между О ъ Т экспоненциальна. [c.235]

Подобное распространение результатов кинетической теории диффузии в газах на жидкую фазу не вполне надежно, однако мы еще не располагаем другим, более эффективным средством для решения вопроса о механизме молекулярной диффузии в жидкостях. [c.66]

Благодаря малости коэффициента диффузии число Пекле достигает больших значений уже при самых малых значениях скорости, даже тогда, когда соответствующее число Рейнольдса еще мало по сравнению с единицей. Поэтому молекулярной диффузией в жидкости практически всегда можно пренебречь по сравнению с конвективным переносом вещества. [c.196]

В жидкостях величины коэффициентов молекулярной диффузии на несколько порядков ниже, чем в газах. Медленность молекулярной диффузии в жидкостях сильно ограничивает возможность применения пористых катализаторов для проведения жидкофазных реакций. [c.99]

При больших скоростях движения практически весь перепад скорости сосредоточен в тонком гидродинамическом пограничном слое толщиной б 01 а перепад концентрации — в диффузионном пограничном слое толщиной б. Величина б будет различной на разных участках поверхности, являющейся неравнодоступной в диффузионном отношении. То же относится и к толщине гидродинамического пограничного слоя бо- Отношение бо/б тем выше, чем больше отношение кинематической вязкости вещества v к коэффициенту молекулярной диффузии В жидкостях, где v/Z) > 1, диффузионный пограничный слой гораздо тоньше гидродинамического. В этом случае при решении уравнения (III.13) можно воспользоваться достаточно простыми выражениями для скорости потока вблизи твердой поверхности, что позволяет найти аналитическое решение уравнения (III.13) при протекании быстрой гетерогенной реакции или реакции первого порядка на поверхности частиц простой геометрической формы (пластина или шар) [12, 13]. В газах толщины диффузионного и гидродинамического пограничных слоев — величины одного порядка и [c.103]

Квиллен [1] определяет перемешивание как контактирование двух или более разнородных порций вещества, приводящее к достижению желаемого уровня как физической, так и химической однородности конечного продукта . Газы, заключенные в емкость быстро перемешиваются вследствие молекулярной диффузии. В жидкостях, однако, молекулярная диффузия обычно протекает очень медленно. Чтобы ускорить перемешивание внутри жидкостей, используют механическую энергию вращающейся мешалки. Если для достижения желаемого результата выбран неудачный тип мешалки, большая часть механической энергии может быть затрачена напрасно. По определению Паркера [2], перемешивание — создание состояния активности, такого, как поток или турбулентность, в системах, не находящихся в условиях идеального смешения . [c.15]

Для газовой среды 1) 1 см /с, для конденсированной (жидкой) среды 1 см7сут, откуда следует, что молекулярная диффузия в жидкостях, а тем более в твердых телах - процесс очень медленный. [c.15]

Процесс массоиередачи на тарелках провального тииа применительно к условиям дистилляции с водяным паром, при котором водяной пар присутствует только в иаровой фазе и не конденсируется в аппарате, рассматривался Э. Н. Теаро [82]. Для этого пар должен находиться в перегретом ио отношению к условиям процесса состоянии. Испарение жидкости в поднимающийся в ней пузырек водяного пара в этом случае можно рассматривать как испарение ее в инертный газ. Оно будет определяться, как известно, сопротивлением только газовой фазы, если происходит испарение чистой жидкости в движущийся инертный газ, или же сопротивлением жидкой фазы, если происходит дистилляция очень вязких систем, обладающих малым значением коэффициента молекулярной диффузии в жидкости [34]. В последнем случае, конечно, имеет место таюке и сопротивление газовой фазы, которым обычно пренебрегают. [c.135]

Мы видели, что в этом вопросе теория может сказать нам многое. Имеется оптимальная скорость потока, при которой противоречивые эффекты молекул5фной диффузии (уменьщающиеся при высоких скоростях) и сопротивление массопередаче (уменьщающееся при низких скоростях) находятся в равновесии. Низкие значения коэффициентов молекулярной диффузии в жидкостях дают возможность сделать вывод, подтвержденный практическими наблюдениями, что оптимальные линейные скорости должны быть низкими. Типичное значение оптимальной скорости для колонок с внутренним диаметром 4 мм равно 10 см с что приблизительно соответствует объемной скорости 10 мл-мин . К счастью, в жидкостной хроматографии при скоростях выше оптимальной ВЭТТ возрастает сравнительно медленно /10/. Поэтому даже при скоростях 1-10 см с высоты тарелок только в 2-10 раз больше, чем оптимальные. Следовательно, медленный в своей основе процесс жидкостной хроматографии высокого разрещения можно ускорить, причем потеря разрещающей способности в этом случае будет меньше, чем при газохроматографических разделениях. [c.50]

Влияние динамической вязкости жидкости. Значения эффективного коэффициента перемешивания при гравитационном пленочном течении в миллионы раз выше значений коэффициента молекулярной диффузии в жидкостях, поэтому изменение последнего в зависимости от физико-химических свойств жидкости, таких как вязкость, поверхностное натяжение и плотность, не vюжeт оказать заметного влияния на процесс перемешивания. Однако физико-химические свойства могут влиять на этот процесс косвенно — через изменение профиля скоростей в пленке и параметров волнового течения. [c.59]

Лдаг — высота сливной перегородки, м — объемная скорость пара в свободном сечении колонны, м /м -ч у уг — удельный вес пара 8 — объемная скорость потока жидкости, м/ч /, — средняя ширина потока жидкости на тарелке, м г ,. — длина пути жидкости на тарелке, м О у1 — коэффициент молекулярной диффузии в паре, м ч 0x1 — коэффициент молекулярной диффузии в жидкости, м ч [14, — вязкость пара [c.325]

Учитывая, что значения коэффициента молекулярной диффузии в жидкостях составляют 10 Ч-10- см 1сек, а эффективного коэффициента перемешивания в пленке — порядка 10 —10 сл1 1сеи, величиной . можно пренебречь. [c.82]

Молекулярная диффузия в жидкостях, сднако, протекает настолько медленно, что элементы жидкости с различной концентрацией вещества продолжают существовать в потоке, и Еа возрастает даже тогда, когда Не снижается до значения меньше 500. Однако при снижении Не от 300 до 10 значение РСд остается почти пропорциональным Не, что указывает на примерное постоянство Еа В ЭТОЙ области. Значение Ре , падает до 0,3—0,6 при Не = 0,1 —10, но несколько повышается при дальнейшем уменьшении Не. Увеличение Ре (снижение Е с уменьшением скорости) является результатом молекулярной диффузии, протекающей в ячейке, хотя такая диффузия от ячейки к ячейке (со следующим отсюда снижением значений Ре ) не будет преобладающей, пока не станут очень малыми значения Не (порядка 0,0001 при 5с = 730). [c.155]

Три выводе уравнения (5.6) делается допущение, что жидкость, находящаяся у границы раздела, за короткое время контакта фаз остается совершенно неподвижной. Если поток ламинарен, то необходимо принять во внимание параболический градиент концентрации, ( о было сделано при анализе проницания в стекающую пленку жидкости в разделе 3.7). При малых временах контакта глубина проницания за счет молекулярной диффузии в жидкости столь мала, что становится приемлем простейший анализ, основанный на рассмотрении неподвижной жидкости. [c.176]

Па практике трудно добиться полной неподвижности раствора в пространстве между электродами. Кроме того, полная неподвижность раствора практически невыгодна в том смысле, что молекулярная диффузия в жидкости представляет чрезвычайно медленный процесс и плотность тока /пред весьма мала. Поэтому, как правило, электрохимические реакции протекают в условиях размешивания раствора, которое осуществляется искусственно (вынужденная конвекция) или возникает самопроизвольно (естественная конвекция) вследствие появления в процессе прохождения тока неравномерного распределения плотности раствора в пространстве менаду электродами. В размешиваемом растворе величина 8 оказывается во много раз меньше, а диффузионный ток соответствеино больше, чем в неиодвин ном. Однако самый характер выражения для диффузионного тока остается таким же, как и в неподвижной среде. Толщина диффузионного слоя может быть найдена иа опг.гте согласно (Г) из измеренной величины продельного тока. Многочисленные измерения показали, что по порядку величины толщины диффузионных слоев колеблются в пределах 10 — 10 см. Значение 8 зависит от ряда факторов, важнейшим из которых является скорость движения жидкости. Экспериментальные данные но зависимости 8 от скорости течения 17 весьма противоречивы. Толщина [c.194]