Молекулярная диффузия и температура

Диффузия в порах будет приближаться к диффузии в газовой фазе, когда средняя длина свободного пробега диффундирующих молекул меньше радиуса пор (при определенных температуре и давлении). В этих условиях большое влияние на диффузию будут оказывать столкновения диффундирующих молекул. Коэффициент диффузии не зависит от радиуса пор, но обратно пропорционален давлению. Поскольку в нормальных условиях величина средней длины свободного пробега молекул имеет порядок 10- см, а под давлением 300 ат —порядок 10 см, в порах с радиусом > 10 см будет преобладать молекулярная диффузия. [c.284]

Коэффициент молекулярной диффузии деэмульгатора в нефти, входящий в выражения для потоков деэмульгатора на частицу, зависит от индивидуальных свойств деэмульгатора и от нефти, в которой происходит диффузия. В настоящее время мы не располагаем сведениями о величинах коэффициентов диффузии различных деэмульгаторов в нефти. Однако их можно оценить на основании известных измерений коэффициентов диффузии деэмульгаторов в воде. Так, если Бц и Ов соответственно коэффициенты диффузии деэмульгатора в нефти и воде при абсолютных температурах Гц и Гв и динамических вязкостях ц и Хв, то будет справедливо следующее равенство 183] [c.67]

Если коэффициенты люлекулярной диффузии неизвестны, приближенные их значения можно найти с помощью методов, которые рассматриваются в литературе, приведенной в библиографии (см. стр. 147). Коэффициент молекулярной диффузии в газах пропорционален причем коэффициент пропорциональности является медленно возрастающей функцией температуры. Мы не будем здесь углубляться в теорию многокомпонентной диффузии. Примем коэффициент диффузии вещества в смеси равным В.. Хорошее приближение величины В можно получить по формуле, связывающей В с коэффициентами диффузии В. для каждой пары веществ А., А г. [c.131]

У-13-4. Сопоставление пленочной модели и моделей поверхностного обновления. Из анализа уравнений (V, 145)—(V, 156) видно, что выражения, полученные на основе модели Данквертса, содержат, в отличие от полученных для пленочной модели, отношение У уЮ . Так как V то с помощью модели Данквертса устанавливается значительно большее повышение температуры за счет тепла абсорбции и реакции. Это является следствием того, что согласно моделям обновления поверхности глубина проницания, или пенетрации, тепла в жидкость во время экспозиции газу много больше глубины пенетрации растворенного газа из-за значительного превышения величины коэффициента температуропроводности у величины коэффициента молекулярной диффузии Од. Это означает, что в пленочной модели толщина пленки при передаче тепла должна быть больше толщины диффузионной пленки Для передачи вещества [c.141]

Под термином диффузия будет пониматься не только обычная молекулярная диффузия, но и турбулентная диффузия, а также диффузия, обусловленная влиянием насадки, вызывающим хаотическое перемещение жидкости или газа. Конвективное движение реакционной смеси, вызываемое неравномерностью распределения температур, может также служить источником диффузии. Следовательно, под диффузией будет пониматься перенос части жидкости или газа под влиянием градиента концентрации, независимо от механизма этого переноса. Предполагается, что скорость переноса пропорциональна величине градиента концентрации с константой пропорциональности О. Таким образом, для диффузии в направлении у [c.59]

Перенос тепла может происходить посредством теплопроводности от частицы к частице, а перенос массы — путем молекулярной диффузии. Л ожет, однако, иметь место и одновременный перенос тепла и массы посредством конвекции. В случае движения, вызванного внешними силами, мы имеем дело с вынужденной конвекцией в случае движения, вызванного разностью температур или концентраций,— со свободной. [c.92]

Коэффициент молекулярной диффузии Ом пропорционален, как известно, абсолютной температуре в степени 1,75. [c.20]

Промывка осадка на фильтре основана на вытеснении фильтрата из пор ламинарными струями промывной жидкости и медленных процессах молекулярной диффузии и десорбции растворимого вещества. Для интенсификации промывки возможно осуществить вытеснение фильтрата перегретым паром промывной жидкости, а также промывной жидкостью, нагретой на несколько градусов выше температуры ее кипения при статическом давлении в зоне под осадком. Такая интенсификация допустима только в отдельных, особых случаях, поскольку наличие паровой фазы значительно осложняет работу в производственных условиях. [c.244]

Кг зависит от температуры среды чем больше температура, тем выше интенсивность молекулярной диффузии и, следовательно, выше эффективность распределения молекул реагента в потоке. Повышение температуры оказывает положительное воздействие лишь до 40—60 °С. При более высоких температурах может стать заметным процесс молекулярного переноса ингибитора в нефтяную фазу, что связано с его перерасходом. Следовательно, коэффициент Кг имеет максимальные значения в области низких и высоких температур, а минимальные (близкие к 1) — в промежуточной области. [c.248]

Коэффициент молекулярной диффузии пропорционален температуре в степени 1,5, т. е. зависит от температуры очень мало. Изменение температуры, например, от 700 до 800 К увеличивает коэффициент диффузии в 1,22 раза, что соответствует энергии активации всего 2,2 ккал/моль (9 кДж/моль). Коэффициент диффузии обратно пропорционален давлению, молекулярной массе диффундирующего вещества в степени 1/2 и квадрату диаметра молекул. [c.138]

Рис. 112. График зависимости логарифма коэффициента молекулярной диффузии О от логарифма температуры Т

Молекулярная диффузия зависит от температуры [c.39]

Абсорбция и адсорбция газов зависят от переноса молекул газа из общей массы к поверхности жидкости или твердого тела. В случае жидкости молекулы газа в дальнейшем диффундируют во всем объеме жидкости, тогда как на поверхности твердого тела они удерживаются физическими (Ван-дер-Ваальса) или химическими (хемосорбция) силами. Когда поверхность жидкости или твердого тела вступает в контакт с покоящимся газом, диффузия молекул газа протекает по законам молекулярной диффузии, и скорость ее зависит от температуры и давления газа и типа газовых молекул. Скорость переноса молекул Na в мольных единицах на единицу площади за единицу времени описывается законом Фика [c.103]

В большинстве случаев для смесей газов, не содержащих водорода и гелия, может быть принято по воздуху ро = 1,29 кг/нм . Другие характеристики потока — вязкость, теплопроводность, теплоемкость, коэффициенты молекулярной диффузии —при расчете конкретных процессов должны приниматься равными их значениям при рабочих условиях. Интенсивное выравнивание температур в кипящем слое позволяет при этом в большинстве случаев принимать температуру одинаковой во всем аппарате. [c.13]

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]

По (Х.27) и (Х.28) вычислить г. По (Х.29) вычислить время установления стационарного состояния. Коэффициент молекулярной диффузии D при данной температуре определить по рис. 111. По (Х.ЗО) определить концентрацию. По полученным значениям Е и с построить график зависимости = / (с). Прямая линия графика свидетельствует о линейности детектора в этом интервале концентраций. [c.274]

Изменение коэффициента молекулярной диффузии от температуры для паров бензола [c.275]

Чтобы получить поток диффузии порядка 10 мг/с, достаточно изменить длину диффузионного пути молекул бензола чтобы иметь меньший поток, надо уменьшить температуру. При изменении температуры изменяется и коэффициент молекулярной диффузии (рис. П.30 и табл. П.5) [c.73]

В одном положении равновесия молекула воды совершает в среднем около 1000 колебаний, после чего происходит перескок в другое положение равновесия. Продолжительность пребывания молекулы в одном положении равновесия, т. е. между двумя последовательными перескоками, иногда называют временем оседлой жизни. Из приведенного примера видно, что большую часть времени молекулы жидкости проводят в положениях равновесия, т. е. ведут оседлый образ жизни. При отсутствии внешних воздействий перескоки молекул из одного положения равновесия в другое происходят хаотично во всех направлениях, что приводит к самопроизвольному перемешиванию молекул. Если на жидкость производится внешнее воздействие, то в направлении этого воздействия перескоки становятся более частыми, что и приводит к течению жидкости. В соответствии с соотношением (П1.27) продолжительность оседлой жизни уменьшается с увеличением температуры и зависит от природы жидкости. На основе теории трансляционного движения Я. И. Френкель объяснил зависимость вязкости и молекулярной диффузии от температуры. [c.227]

По (П.33) и (П.34) рассчитывают г, по (11.35) — время установления стационарного состояния. Коэффициент молекулярной диффузии О при данной температуре определяют по рис. П.29. По (П..36) определяют концентрацию. По полученным значениям Е и с строят график зависимости Е=Цс). Прямая лн- [c.74]

Рис. п.30 График зависимости лога рифма коэффициента молекулярной диффузии О от логарифма температуры Г [c.74]

При малых скоростях, т. е. в области молекулярной диффузии кривой Я(а) уравнения (IV.61) Ван-Деемтера, рост температуры должен увеличивать константу В этого уравнения, поскольку в нее входит коэффициент газовой диффузии От, который прямо пропорционален абсолютной температуре в степени [c.130]

В области внешней диффузии с ростом температуры возрастает коэффициент молекулярной диффузии О, так как он входит в знаменатель третьего члена уравнения (1У.61), поэтому увеличение температуры вызывает уменьшение ВЭТТ, т. е. увеличение эффективности. [c.131]

В проточных системах требующееся для разделения количество адсорбента зависит не только от таких факторов, как количество и состав газового сырья, заданная степень извлечения, адсорбционная мощность и селективность действия поглотителя, определяющиеся природой и способом приготовления адсорбента, температура и давление адсорбции, но и от скорости массопередачи к поверхности и внутрь частиц адсорбента путем молекулярной диффузии, конвективного и турбулентного переноса и степени использования внешней и внутренней поверхностей поглотителя. [c.178]

Если константа скорости изменяется от температуры по экспоненциальной зависимости, то коэффициент молекулярной диффузии и, следовательно, изменяется пропорционально в степени 1,5. Поэтому при прочих равных условиях с повышением темаературы режим реагирования быстро передвигается от кине — тич1 ского кдиффузионному. В промышленных процессах и особенно в научных кинетических исследованиях необходимо стремиться каталитические реакции проводить в кинетической или близкой к ней области реагирования. При данной температуре режим реагирования может быть приближен к кинетическому уменьшением размера зерен катализатора и увеличением скорости потока газа (или жидкости). [c.97]

При исследовании испаряемости охладителя будем исходить из предпосылки о том, что большая масса вводимого охладителя испаряется в узком диапазоне температур в кондуктивно-диффузионной области [51]. Следовательно, процесс испарения охладителя можно принять при 7 =1(1ет в условиях молекулярной диффузии и кондуктивного теплообмена (путем теплопроводности) при значении критерия Нусельта Ми=2. Значение термического критерия Ми=2 для сферической капли является минимальным, а при Ми>2 сферическая капля (шар) движется в потоке газа. Изотермический процесс испарения в условиях молекулярной диффузии п кондуктивного теплообмена характеризуется компенсацией тепла, затраченного на испарение, и теплом, подведенным к поверхностным слоям капель от рабочего тела. [c.109]

Рассмотрим теперь, в какой мере следует учитывать эти эффекты ири расчете реактора. Возыйем вначале реактор вытеснения цилиндрической формы, заполненный только реакционной смесью. В таком реакторе иоток может быть либо ламинарным, либо турбулентным. В нервом случае действуют обычная молекулярная диффузия и конвекция, вызванная неравномерностью распределения температур. Если длина реактора значительно больше его диаметра, как это обычно имеет место в действительности, молекулярная диффузия в продольном направлении, как правило, почти не сказывается на работе реактора. Тем не менее, поперечная молекулярная диффузия может оказаться существенной, по крайней мере, в газах. Как уже указывалось, она будет снижать влияние распределения скоростей, приводящего к отклонению от режима идеального вытеснения. К этому вопросу, рассмотренному в работе Босворта 18], мы вернемся в 2. 7. Конвективный перенос в радиальном направлении может иметь аналогичный эффект, т. е. способствовать приближению к модели идеального вытеснения. Продольный конвективный перенос, который может наблюдаться в вертикальных цилиндрических аппаратах при сильном нагревании жидкости или газа, оказывает противоположное воздействие и может значительно снизить производительность реактора по сравнению с рассчитанной на основе модели идеального вытеснения. Этого можно избежать, правильно выбрав конструкцию реактора, например, использовав перегородки, либо горизонтальный реактор вместо вертикального. [c.60]

Величина обратно пропорциональна давлению и возрастает с повышением температуры пропорционально чем больше масса и диаметр молекулы, тем труднее она диффундирует. Зависимость коэффициента молекулярной диффузии от свойств среды проявляется в основном в изменении эффективного сечения столкновений. Определение коэффициентов молекулярной диффузии в многокомпонентных смесях представляет собой чрезвычайно сложную задачу. При расчете химических процессов зависимостью коэффициентов диффузии от состава газовой смеси обычно можно пренебречь. Также несущественна в обычных условиях и зависимость ко фициеита диффузии от температуры степенная зависимость В Т) не идет ни в какое сравнение с экспоненциальной температурной зависимостью константы скорости реакции, и при перепадах температуры, набл] даемых в каталитических процессах, коэффициент молекулярвой-ди фузии остается практически постоянным. [c.99]

Внешняя массо- и теплопередача. Помимо процессов диффузии и теплопередачи внутри пористой частицы, существенное влияние на макроскопическую скорость каталитической реакции может оказывать массо- и теплообмен между внешней поверхностью частицы и омывающим ее потоком. Гетерогенно-каталитический процесс всегда проводится в условиях интенсивного движения реагирующей смеси при этом в основной части ( ядре ) потока молекулярная диффузия играет пренебрежимо малую роль по сравнению с конвекцией, благодаря которой происходит выравнивание состава и температуры смеси. Y твердой поверхности скорость потока обращается, однако, в нуль поэтому вблизи поверхности Ейзренос вещества будет определяться молекулярной диффузией реагентов. В первых работах по диффузионной кинетике гетерогенных реакций, принадлежащих Нернсту [11 ], принималось, что вблизи поверхности существует слой неподвижной жидкости толщиной б и диффузия через этот слой ли- [c.102]

В правой части уравнения (5.1) первое слагаемое ( кс = /пО выражает плотность теплового потока, обусловленного конденсацией пара, поступающего на поверхность конденсации из ядра парогазового потока в результате конвективной и молекулярной диффузии второе слагаемое [9кв = акв(Т — Tf)] выражает плотность теплового потока, обусловленного конвективным теплообме- ном между газовой 1Г жидкой фазами. Во многих случаях эта составляющая из-за незначительности температурнога напора (Г — Г/) оказывается. малой по сравнению с теплотой фазового превращения пара ( кв <. Чкс) и ею в расчетах можно пренебречь. При этом основное значение в конденсаторах парогазовой смеси приобретает массоотдача. Однако при больших разностях температур Т — Tf) величина <7кв может быть достаточно большой и пренебрежение ею в расчетах становится недопустимым. В этом случае важными являются оба процесса тепло- и массообмена, которые должны рассматриваться в их взаимной связи. [c.149]

Во введении было в общем рассмотрено влияние температуры Т, давления Р, относительной скорости движения фаз ю и молекулярной массы веществ М, передаваемых из одной фазы в другую, на коэффициенты массопередачи. Исследование кинетики обычно проводят при постоянстве Т и Р, для веществ определенной молекулярной массы, т. е. при М = onst. В таких условиях для данной бинарной системы при определенной растворимости и скорости растворения газового Компонента в жидкой фазе на величину коэф-< )ициента массопередачи могут влиять в общем следующие параметры коэффициенты молекулярной диффузии в газовой и в жид кой фазах скорости движения газа и жидкости ш, а также направления движения фаз относительно друг друга, влияющие [c.123]

Внутренняя задача теплообмена при нагреве жидких сред может отличаться крайней сложностью вследствие сочетания теплопроводности, конвекции и излучения. Некоторые жидкости (вода, масло, расплавленное стекло) обладают в световом диапазоне волн известной луче- прозрачностью, но практически большинство жидкостей нелучепрозрачны в тепловом диапазоне волн, который характерен для работы печей. Значительной теплопроводностью обладают только жидкие металлы коэффициент тейлопроводности неметаллов обычно не превышают 1—2 Вт/(м -К). В соответствии с указанным перенос тепла в неметаллической неподвижной жидкости мало интенсивен, и такое жидкое тело чаще всего относится к категории массивных тел. Массообмен в жидкой ванне в свою очередь оказывает влияние на перенос тепла. При наличии разности концентраций возникает процесс молекулярной диффузии при наличии разности температур— процесс термодиффузии в направлении градиента температур. [c.36]

Моделирование взаимосвязанных процессов тепло- массопереноса в химических реакторах осложняется тем, что физико-химические и кинетические характеристики сред, включая константу скорости химической реакции, зависят от температуры. Однако сопоставление характерных масштабов переноса тепла и вещества в нестационарных условиях, определяемых в рамках модели обновления поверхности, позволяет существенно упростить задачу [12,13]. Характерные значения коэффициентов температурощзоводности жидкостей щ)имерно на два порядка превосходят характерные значения коэффициентов молекулярной диффузии. Поэтому глубина проникновения тепла за промежуток времени, в течение которого элемент жидкости находится у границы ра.здела фаз, значительно превосходит глубину проникновения вещества. Это обстоятельство позволяе г при выводе выражений для источников субсташщй брать значения константы скорости реакции, коэффициента распределения и массоотдачи при температуре на границе раздела фаз. В свою очередь, эту температуру можно определить, записывая закон сохранения тепла в предположении о том, что источник, создающий дополнительный тепловой поток за счет теплового эффекта химической реакции, находится на границе. [c.81]

В области внутренней диффузии, т. е. при больших скоростях, рост температуры колонки увеличивает ВЭТТ вследствие резкого уменьшения коэффициента сорбщ (согласно известной экспоненциальной зависимости Г — ) и увеличения последнего члена уравнения (1У.61). Следует, однако, отметить, что одновременно с уменьшением Г при росте температуры увеличивается коэффициент молекулярной диффузии в неподвижной фазе Ож, но скорость его роста меньше скорости уменьшения величины Г. Поэтому влияние температуры на ВЭТТ обусловлено главным образом ее влиянием на величину Г. [c.131]

Определение параметров массообмена коэффициентов молекулярной диффузии при различных температурах, внут-ренргей диффузии в порах адсорбентов, диффузии в жидкостях, изучение кинетики и динамики адсорбции. [c.224]

Рутил, титановые шлаки, лопарит хлорируют в виде брикетов с нефтяным коксом на скорость хлорирования оказывают влияние состав и помол шихты, размеры брикета, пористость и т. д. Основные стадии этого сложного гетерогенного процесса а) подвод хлора к поверхности брикета б) диффузия хлора внутрь брикета в) химическая реакция. Первый процесс обусловлен молекулярной диффузией и переносом хлора к поверхности брикета вследствие движения газов. Диффузия хлора через поры внутрь брикета сопровождается химической реакцией, в результате которой образуется зона хлорирования, имеющая некоторую протяженность. С течением времени зона хлорирования перемещается к центру брикета, вместо нее образуется зона непрохлори-рованного огарка . Глубина зоны хлорирования зависит от температуры. При 400—450° ее глубина превышает радиус брикета, поэтому концентрация хлора во всех точках брикета практически одинакова, и реакция протекает во всем объеме брикета (кинетическая область). С повышением температуры константа скорости реакции возрастает быстрее коэффициента дис х()узии, процесс переходит в диффузионную область, глубина зоны хлорирования уменьшается. Переходу в диффузионный режим соответствует линейная скорость" хлорирования Кр= (1 -7- 4)-10 см/с. Глубина хлорирования брикета удовлетворительно описывается уравнением [c.261]

Член А, так же как в уравнении ван Деемтера, учитывает вихревую диффузию и не зависит от температуры члены В и С, соответствуюш ие JMu и Си, представляют влияние молекулярной диффузии и, следовательно, замедления процесса обмена. Член В несколько увеличивается с повышением температуры. Член С, напротив, уменьшается при повышении температуры колонки вследствие температурных зависимостей коэффициента распределения и диффузии в жидкой фазе. Как правило, для эффективности разделения, отражающей суммарное изменение этих величин, наблюдают минимальное значение величины (-Н щщ) при определенной температуре колонки Topt. Очевидно, оптимальная температура определяется характеристиками хроматографической колонки и различна для каждого исследуемого вещества. По этой причине чем меньше различаются отдельные компоненты по коэффициентам распределения и чем уже область температур кипения пробы, тем легче подобрать оптимальную температуру колонки для всех компонентов анализируемой смеси. При температуре колонки Т > молекулярная диффузия определяет уменьшение эффективности разделения при повышении температуры. При Т < Тощ улучшение эффективности разделения с повышением температуры характерно для колонок с толстой пленкой и высокой вязкостью неподвижной фазы (ср. рис. 17). [c.59]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология