Толщина диффузионного слоя критическая

В. Г. Левич, критически рассматривая пленочную теорию [95] массообмена, изложил новую принципиально отличную концепцию. Он вводит понятие о диффузионном пограничном слое, который имеет следующие свойства 1) в диффузионном пограничном слое имеет место как молекулярная, так и конвективная диффузия 2) толщина диффузионного слоя не является фиксированной, слой не обладает четкой границей и толщина его зависит от скорости течения, свойств системы и коэффициента диффузии 3) диффузионный слой представляет собой область наиболее резкого изменения концентрации вещества. [c.144]

Рис. 17. Зависимость критической плотности тока кр от толщины диффузионного слоя Ь

В дальнейших рассуждениях критической будет именоваться та плотность тока, при превышении которой в точке с максимальной толщиной диффузионного слоя 8 и наибольшим значением /С, должен начаться процесс поляризации. [c.38]

Для оценки гидравлической системы с точки зрения деполяризации могут быть использованы рассуждения о критических деполяризационных скоростях, приведенные в гл. I. Такую оценку можно сделать определением коэффициента k из уравнения (1.3), которое связывает толщину диффузионного слоя со скоростью потока. Наименьшие значения k соответствуют эффективной деполяризации. Из результатов, полученных Розенбергом и Теореллом [R16], была рассчитана величина k для аппаратов лабиринтного типа, равная приблизительно 0,016 см кек. При расчетах за основу были приняты анионная поляризация, определенная ими опытным путем, и числа переноса t = 0,95 и = 0,62 для хлористого натрия с применением высокоселективных мембран. [c.203]

Торец растущего дендрита обычно имеет параболическую форму, а скорость его роста лимитируется замедленностью стадии диффузии, причем плотность тока на торце значительно превышает предельную плотность тока на макроэлектродах, так как диаметр торца значительно меньше толщины диффузионного слоя и, следовательно, условия линейной полубесконечной диффузии не выполняются. Кро.ме того, в условиях высокого диффузионного перенапряжения сильно возрастает перенапряжение переноса электрона. Таким образом, общее перенапряжение роста дендрита будет максимальным на торцах с наименьшими радиусами и при уменьшении радиуса дендрит растет с большей скоростью. Ниже определенного критического потенциала дендриты не растут, поскольку происходит смена механизма электроосаждения, например с переходом к пирамидальному росту. [c.34]

Мембраны. Полупроницаемые мембраны защищают систему от проникновения к электродам растворенных во внешней среде примесей, способных исказить ход катодных реакций. Как было показано, мембрана меняет характер диффузии кислорода к катоду. Скорость поступления кислорода к катоду при наличии мембраны определяется градиентом концентрации во внешней среде у мембраны градиентом сквозь мембрану, определяемым как градиент парциального давления, и, наконец, градиентом концентрации кислорода во внутренней среде — прикатодном слое электролита. При определенных условиях градиенты концентрации можно исключить из рассмотрения, поскольку содержание кислорода во внутренней среде приближается к нулю, а возникновение градиента с внешней стороны мембраны зависит от скорости движения контролируемой среды. Градиент сквозь мембрану становится единственной значащей переменной, когда используется достаточно быстрый поток. Если внешняя среда движется медленно, то на импеданс диффузии в мембране будут накладываться изменения, вызванные градиентом концентрации. Величина минимальной критической скорости, при которой электрод сохраняет возможность фиксирования действительного парциального давления, зависит от природы и толщины мембраны. Чем меньше проницаемость и чем толще мембрана, т. е. чем шире диффузионная зона в ней, тем при меньших скоростях можно проводить измерение и тем надежнее полученные результаты. [c.147]

Осуществление одного из этих четырех случаев определяется значениями констант Ь и Я. Однако эти величины зависят от темпе ратуры и сплавы при разных температурах могут отвечать разным случаям. Наибольший практический интерес с точки зрения повышения жаростойкости путем легирования представляют случаи 4 и особенно 2, приводящие к такому образованию защитного слоя, когда с ростом его толщины диффузионный поток одного из металлов делается малым по сравнению с потоком другого. Если при этом в образующемся на поверхности почти чистом окисле второго металла (к ме и ( д)лг/ станут достаточно малыми, то рост пленки окисла сильно замедлится и она будет обладать хорошими защитными свойствами. Это достигается, если концентрация с атомов Ме в сплаве превосходит критическую концентрацию и если Ь достаточно велико, т. е. в окисле сильно убывает с ростом концентрации атомов Ме в его решетке. [c.95]

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что в жидкой фазе линейный размер конвективных ячеек (глубина проникновения поверхностной конвекции) соизмерим с толщиной диффузионного пограничного слоя, а масштаб скорости ячеек соизмерим с коэффициентом массоотдачи в газовой фазе интенсивность поверхностной конвекции недостаточна, чтобы оказать заметное влияние на скорость массоотдачи. Величина Ор определена из расчета. Расчет не учитывает интенсивную гиббсовскую адсорбцию [29], наблюдаемую в растворах сильных ПАВ, и прочие поверхностные эффекты, т. е. основан на использовании величины статического, а не фактического (динамического) поверхностного натяжения. Вероятно, этим объясняется расхождение экспериментальных и теоретических критических значений чисел Марангони. [c.98]

На начальной стадии окисления чистого металла образуется компактная однослойная окалина, плотно прилегающая к окисляющемуся металлу. Этот процесс описывается во времени параболическим законом, что определяется диффузионным механизмом процесса. По мере протекания процесса толщина слоя окалины достигает определенной критической величины, при которой потеря металла на границе металл—окалина не компенсируется более пластической деформацией окалины. [c.74]

Принципиально важным является вопрос о пределах существования диффузионных пламен полимеров и соответственно критических явлениях при их горении. В настоящее время установлены критические условия (пределы) горения полимеров по многим параметрам системы концентрации окислителя в окружающей среде, скорости его потока, давлению и температуре среды, толщине слоя горючего материала, уровню [c.12]

Кроме того, также в этих случаях изменение скорости с температурой часто соответствует температурному коэффициенту для диффузионного процесса, а не температурному коэффициенту для химической реакции . Для этих случаев рост пленок на металлах с постоянной скоростью может быть объяснен следующим образом. В начальный период образования первичной пленки на чистой поверхности металла возникает тончайший сплошной слой псевдоморфного окисла. Этот слой является как бы кристаллографическим продолжением решетки металла, и в нем еще не реализованы, возникающие вследствие искажения истинных параметров решетки окисла, напряжения. Однако при достижении некоторой критической толщины этого псевдоморфного слоя окисла имеющиеся в нем внутренние напряжения реализуются, и он превращается в обычный окисел с присущими ему параметрами решетки и плотностью. Таким образом, офисный слой подразделяется на более тонкий внутренний сплошной слой, создающий основное торможение для диффузии реагентов, и, следовательно, для роста пленки, и слой внешний, обычно более толстый, но не сплошной и не вызывающий заметного тормо- [c.45]

Анализ этих дбух уравнений показывает, что на толщину диффузионного слоя в канале (или трубе) оказывают влияние скорость, высота канала и длина пути развития. Причем в зависимости от режима потока показатель степени у ско= рости может изменяться в пределах от 0,39 (для ламинарного режима) до 0,8 (для турбулентного режима). Далее приводится формула (44) связывающая критические условия массопереноса на границе раздела мембраны с раствором с конструктивными и скоростными параметрами процесса протекания жидкости. При рассмотрении условий протекания жидкости в электродиализной ячейке мы ограничились лищь рабочей зоной прокладки. [c.39]

Перемешивание расплава в зонах способствует уменьшению толщины диффузионного слоя и смещает значение критической концентрации примесей, соответствующей началу образования ячеистой субструктуры, в сторону больших концентраций [2]. Авторы указанных работ предложили расчетный метод определения критической концентрации примесей, который справедлив для двухкомпонентной системы, но, вероятно, не применим для многокомпонентных объектов очистки, в которых возможно взаимодействие основы с примесями и примесей между собой [3]. [c.57]

При 300 и 380°С наблщцается кинетический режим, а при более высоких температурах - внутридиффузионный режим. Интересно отметить, что при диффузионном режиме изменение давления не сказывается на доле работающего катализатора. Как видно из рис.13, при температуре 350°С критический радиус равен 0,4 при любых давлениях и Это объясняется тем, что с увеличением давления концентрация реагента возрастает, а эффективный коэффициент диффузии падает примерно в равной степени, так как он определяется в данном случае коэффициентом объемной диффузии. Толщина работающего слоя эерна очень сильно зависит от температуры в области низких температур (до 300°С) и очень слабо в области температур выше 400°С, где толщина работающего слоя менее Ъ% радиуса зерна (рис.14). [c.81]

Как известно, градиенты концентраций возникают не только в среде мембраны, но и в растворе. Обычно их пытаются устранить, применяя интенсивное перемешивание. Однако последнее не захватывает нернстовский диффузионный слой и концентрационный градиент в нем не удается устранить. Естественно, что в таких случаях теория должна учитывать влияние примембранной пленки раствора. Для количественного рассмотрения явления необходимо знать толщину этой пленки, которую оценивают методами гидродинамики, измерением диффузии и потенциалов или непосредственно, определяя критическую плотность тока в поле высокой напряженности, т. е. работая в условиях, близких к поляризации. Но если для оценки толщины примембранной пленки раствора используется явление поляризации, то это крайне вредит всему процессу электродиализа. [c.21]

На основе вышеизложенного на рис. 9 Яостроены кривые распределения концентрации в пограничном слое при критической плотности тока (1) и при плотности тока выше критической (2). Как видно, толщина пограничного слоя увеличивается при плотности тока выше критической. Если предположить, что ионная концентрация в пограничном слое мембраны изменяется линейно (см. рис. 8) и что существует диффузионный слой толщиной 8 , то между 8 и 8 установится следующая взаимосвязь [c.28]

При плотности тока выше критической гидроксильные ионы, образовавшиеся у анионитовой мембраны, в результате усилившейся диссоциации проходят через нее в рассольную камеру. Ионы под действием электрического поля и гидродинамического перемешивания поступают в диффузионный слой у катионитовой мембраны. Вследствие высокой подвижности водородные ионы быстро проходят диффузионный слой, подавляя начавшуюся диссоциацию у катионитовой мембраны, т. е. сдвиг равневесия по реакции (189) происходит влево. Часть поступивших ионов Н" под действием электрического поля переходит в рассольную камеру. Но, вероятно, этого количества ионов Н" недостаточно для нейтрализации щелочности в рассольной камере к тому же часть водородных ионов увлекается потоком воды, движущимся вдоль мембран. Таким образом, в следующей единичной ячейке (по направлению потока) будет существовать избыток ионов Н" , создающих кислотную среду. Некоторый избыток ионов Н" в обессоленном потоке не способен подавить диссоциацию воды у анионитовой мембраны, так как на единичном элементе прокладки происходит частичное обессоливание и, следовательно, увеличение толщины диффу- [c.135]

При концентрации ионов хлора (Со) 2,4 моль/ длг толщине пленки диффузионного слоя (б) 10 см критическая плотность тока достигает величины 4 а1дм . Следует ожидать, что при такой плотности тока перенос глицина через мембраны будет минимальным, так как ток через мембрану практически переносится ионами Н+ и ОП . Однако оказалось, что так процесс вести невозможно, поскольку при наложении высоких плотностей наблюдается сильный разогрев растворов в камерах, что приводит к быстрому изнашиванию и порче мембран. [c.254]

При симметричном обтекании двух капель линия тока, вышедшая из задней критической точки (точки стекания) первой капли, попадает в переднюю критическую точку (точку натекания) второй капли. Ввиду того, что за первой каплей вблизи оси симметрии имеется диффузионный след х толщиной О (е), для определения распределения концентрации около второй капли необходимо произвести сращивание решений в областях передней критической точки и диффузионного пограничного слоя ( 2 второй капли с решениями в областях или Шх (в зависимости от расстояния между каплями) первой капли (рис. 2.6). Если ограничиться нахождением главного члена разложения полного диффузионного потока иа вторую каплю по степеням е, то достаточно получить решение задачи в диффузионном пограничном слое второй канли. [c.71]

Как видно из рис. I, -потенциал характеризуется диффузной частью двойного электрического слоя. Чем меньще его толщина из-за перехода противоионов под влиянием тех или иных выщеприведенных факторов, тем меньще и величина электрокинетического потенциала, снижение которой до определенного критического значения приводит к коагуляции системы, гго можчо объяснить сжатием диффузионных ионных сфер. [c.329]

Приведенные данные свидетельствуют, что совместимость полимеров определяется влиянием главным образом структурных факторов, причем, точно так же как и диффузия, это происходит на сегментальном уровне. Об этом свидетельствует то, что критическая молекулярная масса, например полистирола, при которой он неограниченно совмещается с полиизопреном и полиметилметакрилатом, сопоставима с молекулярной массой кинетического сегмента [543]. Отсюда ясен смысл введенного Кулезневым [532] понятия сегментальной растворимости полимеров. В соответствии с такими представлениями переходный слой между разнородными полимерами имеет диффузную природу, и его толщина обратно пропорциональна разности полярностей отдельных компонентов. Так, если в системах гуттаперчи с нитрильными или стирольными эластомерами, либо полибутадиена с хлорированным поливинилхлоридом ширина зоны диффузионного размывания границы раздела составляет 1 мкм (по данным люминесцент- [c.112]

Внутренний диффузионный пограничный слой порождает внутренний диффузионный след, расположенный вблизи оси потока, толщина которого пропорциональна Ре . В диффузионном следе поступающее из конца пограничного слоя растворенное вещество переносится жидкостью без изменения вдоль линии тока. Так как скорость течения жидкости конечна, то сначала при небольших временах т < в область передней критической точки пограничного слоя поступает необедненная концентрация, приходящая из толщи жидкости. Это происходит до тех пор, пока попавший из конца пограничного слоя в диффузионный след обедненный раствор, пройдя весь путь вблизи оси потока, не дойдет до начала диффузионного пограничного слоя. Согласно результатам [208] характерное время переноса реагента в диффузионном следе капли имеет порядок (1пРе з)/Ре з и определяет область применимости автомодельного решения [101, 212, 292], которое при т > перестает правильно описывать распределение концентрации в диффузионном пограничном слое (ввиду изменения условия натекания ). [c.195]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология