Молекулярная диффузия состав

V-1-1. Пленочная модель, первоначально предложенная Уитменом в большой мере основана на представлениях Нернста о диффузионном слое и упрощенных моделях теплоотдачи от твердых поверхностей к движущимся жидкостям. Согласно этой модели, у поверхности жидкости, граничащей с газом, имеется неподвижная пленка толщиной б. В то время как состав основной массы перемешиваемой жидкости однороден, концентрация в пленке снижается от Л , у поверхности до Л у плоскости, разделяющей пленку и основную массу жидкости. Конвекция в пленке полностью отсутствует, и перенос растворенного газа через нее осуществляется исключительно молекулярной диффузией. Эта простая модель приводит к следующим соотношениям (см. раздел 1-1-3) [c.100]

Когда абсорбируемый растворимый в жидкости газ находится в смеси с нерастворимым газом, первый из них должен диффундировать через второй для достижения поверхности раздела фаз. В результате парциальное давление растворяемого газа у поверхности в общем случае ниже, чем в основной массе газовой фазы. Истинная картина процессов, протекающих в газовой фазе, не ясна, и, вероятно, столь же сложна, что и процессы в жидкости. Обычно употребляют термин газо-пленочное сопротивление , подразумевая под этим наличие у границы фазового раздела со стороны газа неподвижной пленки определенной толщины, через которую растворяемый газ переносится исключительно молекулярной диффузией, в то время как остальная масса газа имеет практически однородный состав. Это точно соответствует пленочной модели для описания процессов, протекающих в жидкой фазе. Однако для газовой фазы такая картина более правдоподобна, так как при перемещении газа относительно поверхности жидкости, несомненно, образуется пограничный слой аналогично слою, образующемуся при движении газа вдоль твердой поверхности. О последнем процессе имеется более подробная информация. Разумеется, можно считать большим упрощением, что погра- [c.146]

В состав этого уравнения входит коэффициент конвективной диффузии Од, величина которого выше коэффициента молекулярной диффузии В д. Например, для диффузии НС1 в воде [57] найдено, что значения в 10 - раз больше значений Ов- Этот коэффициент известен лишь для немногих случаев. [c.50]

С увеличением диаметра эффективность колонки падает (ВЭТТ растет). Этот вредный эффект можно, однако, значительно уменьшить, применяя сорбент, однородный по размерам и форме частиц, газ-носитель с высоким коэффициентом молекулярной диффузии, и путем равномерного заполнения колонки. Диаметр колонки ие входит в качестве переменного параметра в уравнения функции Я(а) Ван-Деемтера, но входит в состав последнего члена динамической диффузии данной функции в уравнение Джонса (IV.64) и притом во второй степени, что свидетельствует о значительном влиянии диаметра колонки на ее эффективность. [c.139]

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]

Была исследована [50] зависимость состава по оси факела от расстояния по его длине. В ограниченном пламени величина, обратная средней по времени концентрации жидкости, поступающей через сопло, с учетом содержания непрореагировавших компонентов изменялась линейно с увеличением расстояния. Для случая свободного или неограниченного потока величина, обратная концентрации, увеличивалась сначала медленно а затем с прогрессивно возрастающей скоростью. На построенных кривых [50] указывались расстояния, при которых достигалась полнота сгорания, равная 99%. Для компенсации несмешиваемости эти наблюдения проводились при двух-трехкратном избытке воздуха по сравнению с требуемым стехио-метрически. Хотя средний во времени состав смеси в любой точке является стехиометрическим, в ней имеются многочисленные островки с повышенной концентрацией топлива или кислорода (соответственно более богатой или более бедной смеси), проходящие через данную точку в различные моменты времени [51, 52]. Таким образом, даже при среднем за все время стехиометрическом соотношении комнонентов лишь небольшое количество воздуха и кислорода может расходоваться в результате полного сгорания. В неограниченной струе до того, как такие островки станут достаточно малыми, чтобы необходимое для сгорания топлива количество кислорода могло поступать к ним за счет молекулярной диффузии, топливо приходится смешивать с значительно большим количеством кислорода, чем необходимо для сгорания. В литературе [53] приводятся дальнейшее обсуждение этих исследований и объяснение данных, полученных в указанных выше условиях. [c.330]

Молекулярная диффузия. При равновесии фаз их состав остается постоянным. Диффузионные процессы протекают лишь при нарушении фазового равновесия, при этом распределяемый между фазами компонент переходит из одной фазы в другую. В неподвижной среде масса компонента, распределяемого между фазами, переходит из внутренних слоев данной фазы к поверхности раздела фаз и, пройдя ее, распределяется по всему объему другой фазы, находящейся в контакте с первой. Такой переход массы вещества из одной фазы в другую, являющийся следствием молекулярного движения и задерживаемый силами внутреннего трения, называют диффузией. [c.458]

Одновременно с вовлечением в движение струи воздуха из окружающего пространства происходит молекулярная диффузия газа в воздух и воздуха в газ как в радиальном, так и в осевом направлениях. Внешние границы струи, образованные прямыми ЛИНИЯМ , являются границами проникновения газа внутренняя граница газового ядра является границей проникновения воздуха. Между этими поверхностями, близкими 1С коническим, движется смесь газа и воздуха с концентрацией, снижающейся от 100% до нуля. В пределах этой смеси можно отметить зону, где газовоздушная смесь, обладающая избытком газа, лежит выше верхнего концентрационного предела воспламенения, и зону смеси с содержанием газа менее нижнего предела воспламенения. Между этими зонами смесь способна воспламеняться, состав ее плавно меняется от нижнего до верхнего пределов воспламенения. Особое значение имеет поверхность стехиометриче-ской смеси, 1а которой количество воздуха соответствует теоретически необходимому. [c.131]

Механизм, учитывающий диффузию в твердой фазе. Предполагается, что кристаллы изменяют свой состав за счет внутренней молекулярной диффузии в большей степени, чем за счет плавления и рекристаллизации [29]. Перечисленные механизмы в основном учитывают массоперенос в зоне очистки, и только в [30] рассмотрена совместная работа вышеуказанных зон аппарата. [c.107]

Как указывалось выше, можно ожидать, что вследствие молекулярной диффузии через образующуюся зону пламени в области, соответствующей свободным вихревым слоям, атомарный состав газа в следе будет отличаться от состава подаваемой смеси. В качестве меры этого эффекта используется параметр [c.203]

Молекулярная диффузия и разделение смеси газов. Если через пористый фильтр пропустить смесь газов, отличающихся друг от друга своей молекулярной массой, а значит, и тепловыми скоростями молекул, то при молекулярной диффузии поток лёгкой компоненты будет больше, чем поток тяжёлой [19-21]. На выходе из пористого фильтра состав смеси изменится концентрация лёгкой компоненты в смеси будет больше, чем у входа. Коэффициент разделения смеси можно вычислить, рассматривая два объёма, разделённых пористой перегородкой О площадью 6 [c.139]

Обработку экспериментальных результатов проводили в три этапа. На первом этапе (начальная обработка) рассчитывали плот- ности, теплоемкости, теплопроводности, вязкости жидкостей и газов в различных сечениях исследуемых объектов, коэффициенты молекулярной диффузии десорбируемых компонентов в жидкой и парогазовой фазах (расчетные методики см. в гл.II). Совместным решением уравнений материальных и тепловых балансов определяли расходы жидкости, расходы и составы парогазовых потоков в различных сечениях исследуемых объектов. Рассчитывали параметры межфазного равновесия, тепловые эффекты процессов, коэффициенты межфазного массопереноса и ряд других величин. Начальная обработка завершалась сведением полученных значений переменных в симплексы и комплексы, входяш,ие в состав применяемых для дальнейшей обработки критериальных уравнений. [c.89]

Понятие химического подобия относится к системам, в которых протекают различные реакции и состав которых меняется от точки к точке либо — в случае периодических или цикличе ских процессов — во времени. При этом никаких новых фундаментальных единиц не вводится, однако должны быть заданы один или более концентрационных параметров в зависимости от числа независимо изменяющихся химических компонентов, по которым должно быть установлено подобие. Химическое подобие имеет место в геометрически подобных системах и системах с тепловым подобием, когда отношение между соответственными разностями концентрации остается постоянным и когда эти системы, если они находятся в движении, кинематически подобны. Внутренним критерием, который характеризует химическое подобие, в дополнение к тем критериям, которые-необходимы для кинематического и теплового подобия, является отношение скорости образования продукта к скорости всего потока или к скорости молекулярной диффузии. [c.435]

Математическая формулировка модели основана на следующей схеме. Для того чтобы использовать закономерности обычной химической кинетики при исследовании макроскопически неоднородного поля течения, вся жидкость в исходной невязкой ламинарной области делится на небольшие объемы, в пределах которых химический состав считается постоянным. Последуют,ее движение этих элементов в турбулентном потоке описывается по существу методом Лагранжа, причем влияние турбулентной конвекции и молекулярной диффузии учитывается раздельно. Неупорядоченность траекторий рассматриваемых элементов, обусловленная турбулентной конвекцией, учитывается путем усреднения по ансамблю функций Лагранжа для турбулентного переноса вещества в физическом пространстве. Влияние же молекулярной диффузии описывается посредством деления каждого элемента жидкости на две следующие отдельные объемные доли Т, на которую не влияет процесс молекулярной диффузии, и (1 — Т), целиком подверженную влиянию последней. Далее предполагается, что динамические характерис- [c.203]

Неоднократно делались попытки связать состав газов и их возраст какими-либо закономерностями. Самая идея подобного взаимоотношения правильна, потому чтд деградация молекул продолжается в течение всей геохимической истории нефти, хотя и замедляется в конце процесса. Теоретически можно ожидать, что древние газы должны содержать больше ближайших гомологов метана, чем газы начальных этапов превращения. Можно также ожидать, что переход азотистых соединений в азот должен относительно увеличить концентрацию азота в древних газах. Возможно, что подобное положение вещей и удалось бы показать анализами газа, однако на пути решения подобной задачи появляется множество затруднений во-первых, газ представляет собой подвижную систему углеводородов, смесь которых неизбежно должна менять свой состав в зависимости от давления и температуры, особенно при наличии такого растворителя, как нефть во-вторых, миграция газа связана с своеобразным хроматографическим разделением компонентов вследствие различий в молекулярном весе и вязкости компонентов в-третьих, в каждом месторождении можно предполагать частичное удаление наиболее легких компонентов (метана) в силу диффузии и подобных явлений, наконец, нельзя не считаться с тем, что нет практической возможности принимать известным количественное соотношение между газообразными и жидкими углеводородами нефти. Все это приводит к тому, что всякая проба газа, отобранная для исследования, будет случайной, т. е. обособленной от той среды, из которой она взята. Тем не менее изучение состава природных газов иногда позволяет наметить кое-какие закономерности, отражающие действительное положение дела. [c.77]

Характерной особенностью коэффициента объемной диффузии является его зависимость от концентрации адсорбата в растворе, температуры и молекулярного веса компонентов, входящих в состав смеси. [c.191]

Дистиллятные фракции в большинстве случаев разделяются при перегонке но средним молекулярным весам содержащихся углеводородов, и даже лри широких пределах выкипания таких фракций не обнаруживается или обнаруживается лишь крайне незначительная избирательность перегонки в отношении класса или строения углеводородов. Термическая диффузия, наоборот, настолько чувствительна к различию формы молекул, что фракционирования по признаку молекулярного веса практически не наблюдается. Разделение но разности молекулярных весов может быть осуществлено и нри помощи термической диффузии, но только при одинаковом -строении или форме молекул, входящих в состав смеси. [c.27]

Влияние различий в коэффициентах диффузии горючего и окислителя на скорость нормального распространения пламени проиллюстрировано на рис. 6.1. Кривая I соответствует опытным данным с плоским пламенем, которые приведены Талантовым [1975]. Кривая 2 получена путем трансформации кривой 7, т.е. состав в лидирующих точках пересчитывался по формулам (6.19). Видно, что влияние различий в коэффициентах молекулярного переноса весьма значительно. [c.231]

Если рассматриваемая среда представляет собой многокомпонентную смесь, то в общем случае различные ее компоненты перемещаются с разными скоростями. За счет этого состав смеси изменяется в пространстве и во времени. Перенос любого компонента в движущейся среде обусловлен двумя факторами 1) массовым движением, мерой которого является скорость (конвективный механизм), и 2) диффузией, скорость которой зависит от градиента концентрации переносимого компонента и эффективного коэффициента диффузии (молекулярный механизм). Под эффективным коэффициентом диффузии понимается величина, характеризующая молекулярный перенос рассматриваемого компонента смеси при данных конкретных условиях. Механизм и математическое описание процесса диффузии в многокомпонентных смесях подробно рассматриваются в гл. V. [c.63]

При обычной дистилляции полагают, что состав жидкости на поверхности испарения в любой момент времени идентичен составу во всем объеме ее и что скорость диффузии молекул легколетучего компонента поверхности превышает скорость их испарения. Это условие очевидно невыполнимо в молекулярном кубе, где обычная конвекция, обусловленная энергичным кипением жидкости, отсутствует, а высокие вязкости и большие молекулярные массы компонентов перегоняемой смеси препятствуют диффузии. [c.609]

Неоднородность блок- и привитых сополимеров полистирола с полиметилметакрилатом Черкасов и др. [133, 134] изучали методом диффузии. Сочетая диффузионные измерения с данными скоростной седиментации, можно найти дисперсию композиционного распределения [135]. Однако, такой метод применим лишь к сополимерам, у которых молекулярная масса и состав взаимосвязаны. [c.151]

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]

Введение в состав маслорастворимого эмульгатора, его углеводородного раствора или водную фазу содетергена, например, спирта, который усиливает сродство ПАВ к водной фазе, снижает его ККМ, способствует улучшению молекулярной диффузии через межфазную границу и разжижает адсорбционный слой. Такой путь регулирования межфазного натяжения, как правило, используют при составлении композиций микроэмульсий. Обратные же эмульсии, по данным Б.А. Рашкован, будут повышать свою дисперсность лишь на этапе получения. Однако в дальнейшем их агрегативная стабильность будет резко снижаться во [c.54]

Согласно этим графикам, влияние молекулярной диффузии сводится к тому, что состав газов в следе становится беднее состава подаваемой смеси последнее соответствует предположениям Баддоура и Карра [1]. [c.206]

Испарение капель и перемешивание паров топлива с воздухом завершаются молекулярной и турбулентной диффузией. Молекулярная диффузия происходит достаточно быстро лишь на корот ких расстояниях. Более быстрое образование равномерного топ-ливо-воздушного потока обеспечивает турбулентная диффузия. В реактивном двигателе топливо впрыскивается в воздушный поток, турбулентный характер которого определяет хорошее перемешивание. При этом для нормального горенкя весьма важно сохранить оптимальное соотношение топливо воздух. Трудно организовать горение, если до загорания с топливом перемещается более чем двойное стехисметрическое количество воздуха. Оптимальный состав рабочей смеси достигается при хорошем перемешивании воздуха с топливом, [c.304]

Влияние температуры воздуха на эффективность горения топлива проявляется через температуру в зоне горения. Повышение ее приводит к увеличению скорости молекулярной диффузии и скорости горения приблизительно в одинаковой степени. Однако эффект повышения температуры воздуха будет различным в зависимости от того, подогревается ли воздух с помош,ью воздушных подогревателей, когда его состав не меняется, или подогрев ведется предварительным сжиганием топлива в этом воздухе в особой камере, когда концентрация кислорода уменьшается. В последнем случае теоретическая температура горения не повышается. Учет этого пзмененпя в условиях горения может быть произведен различным способом. Достаточно удовлетворительные результаты для оценки влияния температуры воздуха на эффективность горения при различных способах его подогрева получаются, если в качестве характеристической температуры горения принять теоретическую темпе- [c.232]

В окрестности критической точки расслаивания раствора работа, требующаяся для образования флуктуаций концентрации, очень мала. Статистическое среднее квадрата флуктуаций концентрации возрастает. Даже малые локальные изменения состояния раствора оказывают заметное влияиие на состав сравнительно больших его участков. Иначе говоря, возрастает радиус корреляции флуктуаций концентрации. В окрестности критической точки при (Т—Т ) 1—2° флуктуации концентрации встречаются так часто, что лучи света, попадающие в раствор, нередко испытывают многократное рассеяние, прежде чем выйти наружу. Поэтому раствор становится мутным. Наблюдается критическая опалесценция. Постепенно радиус корреляции флуктуаций концентрации Ь достигает величин порядка 10 м, сравнимых с длиной волны света. Тогда при рассеянии света возникают отклонения от закона Релея. При устранении помех, связанных с многократным рассеянием, и тщательном термостатировангш отклонения от закона Релея нередко наблюдаются лишь в узком интервале температур, при Т—Гк1С0,1 [42]. Растворы с развитыми флуктуациями концентрации похожи на дисперсные системы с очень малыми неоднородностями. Отличие от обычных дисперсных систем состоит в том, что флуктуации концентрации неустойчивы Они случайно возникают и быстро исчезают. Среднее время их существования т обратно пропорционалыю коэффициенту диффузии. Исследования, выполненные автором и его сотр. [43], показали, что в растворах с положительными отклонениями от идеальности, состояние которых далеко от критической точки расслаивания, -с может лежать в интервале 10 — 10 с. Время 10" с само по себе очень малое, в молекулярных [c.154]

Процессы диффузии в кристаллах, выращиваемых из расплава с подпиткой, и процессы диффузии в слитках, выращиваемых из расплава, состав которого изменяется со временем, отличаются друг от друга тем, что при прочих равных условиях в первых молекулярный массопе- [c.201]

По мере увеличения молекулярного веса углеводорода область, лежащая между верхним и нижним пределами воспламенения, по коэффициенту избытка воздуха а сужается и смещается в сторояу богатых смес й (рис. 3-25). В том же налравлении сдвигается н оптимальный состав смеси (Оопт), соответствующий минимуму кривой Q= a). Это смещение является следствием различных скоростей диффузии кислорода н топлива к начальному очагу горения. [c.263]

Белки, входящие в состав пластичного слоя, подразделяют ( в зависимости от выполняемых функций) на основные ( мажорные) и второстепенные (минорные). К мажорным белкам относят пори-ны, образующие трансмембранные каналы, вовлеченные в транспорт ионов и гидрофильных соединений из внешней среды в периплазму. Они пропускают вещества с молекулярной массой порядка 6000 Да. Минорные белки также могут участвовать в транспорте веществ через пластичный слой (путем облегченной диффузии или активного транспорта молекул). Некоторые белки играют роль рецепторов для вирусов бактерий и бактериоцинов, а также для донорских пилей при конъюгации. [c.17]

С целью более детального носледо(вания состава и структуры углеводородов, входяпхих в состав продуктов разделения на молекулярных ситах были использованы методы термической диффузии и структурно-группового анализа. [c.120]

Если газ натекает через капиллярную трубку, длина которой достаточно велика по сравнению с диаметром, а последний много больше средней длины свободного пробега молекул газа, то скорость потока зависит от вязкости газа. При так называемом вязкостном натекании количество газа, протекающего через ионизационную камеру, зависит от вязкости газа и разности квадратов давления в резервуаре и ионизационной камере. Кундт и Варбург [П78] нашли, что при более низком давлении газа, когда средняя величина свободного пробега становится сравнимой с диаметром трубки, скорость потока начинает превышать скорость при вязкостном натекании. Это происходит благодаря отражению молекул при ударе о стенку и скольжению их по стенке трубки. Когда размеры трубки, через которую проходит газ, намного меньше средней длины свободного пробега молекул газа, то вязкость газа перестает играть роль в образовании потока, так как молекулы газа сталкиваются только со стенками, а не между собой. Поток в таких условиях известен под названием потока Кнудсепа [П42], или молекулярного потока, и представляет собой фактически процесс диффузии. Каждый компонент газовой смеси диффундирует независимо друг от друга согласно градиенту давления со скоростью, пропорциональной где М — молекулярный вес компонента. Таким образом, газ, выходящий из трубки или пористого натекателя, будет обогащен соединениями более низкого молекулярного веса. Образец в резервуаре будет обедняться этими соединениями, в результате чего состав газа, входящего в ионизационную камеру, со временем в значительной степени изменится, если не работают с резервуаром достаточного объема. Диффузия молекул используется для разделения смесей (включая изотопы) и лежит в основе метода определения молекулярных весов по скорости диффузии. В масс-спектрометрии часто применяется метод молекулярного натекания во всем диапазоне используемых давлений, так как при этих условиях число молекул любого компонента газа, анализируемого в ионизационной камере, прямо пропорционально разности парциальных давлений этого компонента в резервуаре и камере. При этом предполагается, что откачивание газа из ионизационной камеры насосами также происходит в режиме молекулярного потока. В обычных условиях, когда давление в ионизационной камере ничтожно по сравнению с давлением в резервуаре, число молекул любого компонента в ионизационной камере пропорционально его давлению в резервуаре. На основании экспериментальных данных и теоретических положений Кнудсен вывел уравнение для постоянного потока газа через капилляр диаметра d и длины L. Это уравнение применимо для любых давлений. Количество газа Q, определенное как d/dt pv), протекающее через трубку, описывается выражением вида [c.75]

По описанным выше причинам эта часть используется для предотвраш,ения обратной диффузии образца, однако она представляет большой мертвый объем , так как состав газа внутри этой области лишь очень медленно изменяется в соответствии с изменениями внутри напускного баллона. При изучении быстрых реакций натекатель с отверстием, полученным при прокалывании иглой, представляет собой единственную приемлемую форму для соединения системы напуска, находящейся под относительно высоким давлением, с ионизационной камерой. Обычно добиваются положения, при котором молекулярный поток газа, исходящий из этих отверстий, без столкновения следует к ионизационной камере. Это исключает влияние адсорбционных эффектов в высоковакуумной части, предотвращает реакции на стенках и приводит к наименьшей постоянной времени. Обычно натекатель помещают внутри ионизационной камеры. Развертка, обнаружение и регистрация масс-спектра, естественно, должны осуществляться системами, обладающими соответствующими временными постоянными. Используя подобную систему, Легер [1227] изучил кинетику реакции в холодных пламенах запись полного масс-спектра, состоящего из 40 пиков, осуществлялась каждые 5 мсек. [c.183]