Скорость внутренней диффузии

В отмеченных условиях скорость десорбции определяется главным образом скоростью внутренней диффузии. По мере уменьшения количества сорбированного вещества скорость десорбции сильно замедляется, что объясняется, с одной стороны, уменьшением коэффициента диффузии и, с другой стороны, уменьшением градиента концентрации в адсорбированной фазе. [c.83]

Точка О (вторая критическая влажность) соответствует достижению равновесной влажности на поверхности материала (внутри материала влажность превышает равновесную). Начиная с этого момента и вплоть до установления равновесной влажности по всей толще материала, скорость сушки определяется скоростью внутренней диффузии влаги из глубины материала к его поверхности. Одновременно вследствие высыхания все меньшая поверхность [c.609]

Однако при высушивании толстослойных материалов скорость сушки может определяться не скоростью подвода тепла, а скоростью внутренней диффузии влаги или требованиями, предъявляемыми к качеству высушиваемого материала (недопустимость коробления, нарушения структуры [c.628]

Из этого вывода непосредственно следует, что замедление скорости внутренней диффузии со временем вызвано увеличением пути диффузии. [c.383]

Представляет значительный практический и теоретический интерес исследование влияния на скорость внутренней диффузии — добавок, вводимых в уголь и образующих в объеме его пор отдельную раздробленную фазу. Обобщение результатов таких измерений позволит сделать вывод о характере и степени влияния пропиток на свойства угля как сорбента и как основы поглотителей. Действительно, если в процессе переноса адсорбата внутри зерна играет существенную роль молекулярная или объемная диффузия, то заполнение значительной части объема пор должно приводить к резкому уменьшению коэффициента внутренней диффузии. С другой стороны, если перенос осуществляется посредством поверхностной диффузии, то при этом возможно как уменьшение, так и увеличение скорости внутренней диффузии, в зависимости от характера изменения характеристической кривой и от того, [c.278]

При протекании процесса горения во внутренней диффузионной области концентрация газообразного реагента (кислорода при горении углерода, горючей смеси при горен ии на катализаторе) на внешней поверхности твердого вещества примерно равна концентрации в окружающем объеме (в потоке), причем на внутренних поверхностях она постепенно сходит на-нет. Глубина проникновения процесса внутрь пористой массы будет определяться скоростью диффузии через поры или, вернее, отношением скоростей внутренней диффузии и химической реакции на поверхности пор. Суммарная реагирующая поверхность в этом случае становится переменной величиной. Так как учет этой поверхности оказывается весьма трудно осуществимым, то обычно принимают протекание процесса за чисто поверхностное, приписывая суммарный получаемый эффект воздействию чисто кинетических факторов. При такой трактовке процесса применение закона Аррениуса должно привести к кажущимся значениям энергии активации. [c.77]

Пневматические сушилки давно и успешно используются, но надежные методы их расчета отсутствуют, по-видимому, из-за того, что время пребывания в них материала составляет секунды, а движущая сила процесса вдоль сушилки резко изменяется. Одновременно изменяются и физические свойства высушиваемого продукта. Из рис. 5.49, а следует, что 55% всей влаги удаляется на начальном участке, составляющем 20% от всей высоты трубы, причем в этих аппаратах можно удалить лишь свободную влагу. Из того же рисунка видно, что температура теплоносителя быстро падает на начальных участках аппарата. Это позволяет при высоких начальных температурах высушивать термочувствительные материалы. Когда влага с поверхности частиц удалена, процесс определяется скоростью внутренней диффузии, температура 0 частиц по- [c.321]

Повышение температуры экстракции улучшает растворимость эфирного масла, увеличивает скорость внутренней диффузии других компонентов абсолю, в результате чего выход конкрета возрастает на 15—20 %. [c.208]

При окислении кокса во внутренней диффузионной области концентрация кислорода на внешней поверхности гранул близка к концентрации в потоке, поступающем на окисление, причем внутри пор она постепенно снижается до нуля. Глубина проникновения процесса внутрь пористой массы будет определяться отношением скоростей внутренней диффузии кислорода и химической реакции на поверхности пор. [c.51]

Методы интенсификации процессов экстрагирования в системе твердое тело — жидкость. Скорость внутренней диффузии определяется условиями переноса вещества в капиллярах твердой частицы, а скорость внешней диффузии — скоростью обтекания частиц потоком. В определенной мере эти факторы взаимосвязаны. При движении жидкости через неподвижный слой частиц условия их обтекания зависят исключительно от расхода жидкости. При свободном же движении частиц скорость обтекания равна разности скоростей жидкости и частицы (скорости осаждения). Чем крупнее частица и чем больше ее плотность отличается от плотности жидкости, тем выше скорость обтекания (соответствующие закономерности рассмотрены в гл. И). [c.499]

Зернистые слои могут состоять ю моно- или полидисперсных частиц. В массообменных и каталитических процессах предпочтительнее использовать равные по размеру зерна, добиваясь при этом одинаковой степени отработки зерен или скорости внутренней диффузии компонента в каждом зерне. Монодисперсные элементы насадок обеспечивают равномерную плотность орошения в насадочных аппаратах, меньшее гидравлическое сопротивление и более высокую эффективность по сравнению с кусковой насадкой. Обычно в процессах получения или подготовки дисперсной твердой фазы (кристаллизация, грануляция, дробление) образуются зерна полидисперсного состава. Хотя в дальнейшем и предпочтительнее использовать частицы одного размера, однако необходимо учитывать дополнительные затраты, связанные с приготовлением монодисперсного материала. [c.556]

СТРУКТУРА АДСОРБЕНТОВ И СКОРОСТЬ ВНУТРЕННЕЙ ДИФФУЗИИ [c.291]

Однако экспериментальные данные указывают на диффузионный характер взаимодействия, лимитируемый скоростью внутренней диффузии. [c.253]

Влияние физических свойств ожижающего агента обычно учитывается в критериях подобия, В связи с тем, что интенсивность массообмена зависит от стадии, лимитирующей процесс переноса вещества, весьма показательно падение скорости газовой адсорбции в псевдоожиженном слое с увеличением степени насыщения адсорбента, т. е. с ростом уровня концентраций [91, 354, 666]. Это явление объясняется в цитируемых работах тем, что с ростом насыщения адсорбента интенсивность процесса все в большей степени определяется скоростью внутренней диффузии. Между прочим, высказано мнение [354] о существовании периодов постоянной и переменной скорости сорбции, соответствующих внешнедиффузионному и внутридиффузионному механизму переноса вещества. [c.275]

В течение периода падающей скорости сушки влага внутри твердого материала перемещается как в виде жидкости, так и в виде пара под действием капиллярных сил и теплового воздействия. Скорость внутренней диффузии зависит от структуры материала и его температуры, а также от физико-химических свойств жидкости. Ввиду чрезвычайно большого числа факторов, определяющих скорость процесса сушки в период падающей скорости, строгое математическое описание его весьма сложно. [c.181]

Скорость массообмена в случае отдельной частицы лимитируется прониканием лаги внутрь частицы и не является функцией скорости газа. Диффузионное сопротивление выражается уравнением (1У-20), при этом концентрация влаги на поверхности частицы Ст и в среде равновесна. В кипящем слое величина Ст может установиться лишь на поверхности частиц, граничащих со средой. Частицы, находящиеся внутри агрегата, принимают активное участие в массообмене только после его разрушения. В кипящем слое агрегаты постоянно разрушаются и возникают вновь, поэтому частицы периодически вступают в контакт с средой. Следовательно, скорость массообмена должна зависеть от интенсивности обновления активной поверхности, возрастающей с увеличением скорости среды. Введенный авторами комплекс В отражает уменьшение суммарной скорости внутренней диффузии в результате того, что поверхность не всех частиц активно участвует в процессе, т. е. не на всей поверхности устанавливается величина Ст. [c.123]

Третий случай определяется очень быстрой реакцией, протекающей на поверхности раздела фаз при осуществлении, например, процесса газ—жидкость. Следовательно, процесс лимитируется самой химической реакцией, протекающей на внешней поверхности зерна катализатора, что возможно, если ее скорость значительно превосходит скорость внутренней диффузии, но намного меньше скорости внешней диффузии. В этом случае процесс протекает во внешнекинетической области. [c.117]

Если процесс происходит в кинетической области, то это означает, что сами реакционные или адсорбционные стадии происходят настолько медленно, что убыль концентрации исходных веществ в порах, в том числе концентрация в центре зерен катализатора, успевает пополняться из-за быстрой внутренней диффузии. При зтом скорость внутренней диффузии образующихся продуктов должна быть также настолько быстрой, чтобы она не препятствовала их десорбции с поверхности. При протекании реакции во внешне-диффузионной области транспорт исходных веществ в порах катализатора должен быть более быстрым, чем перенос их к внешней поверхности, а продуктов реакции — от внешней поверхности в объем. [c.406]

Собственно адсорбция практически протекает мгновенно и поэтому не лимитирует скорость процесса в целом. Скорость процесса адсорбции может лимитироваться только скоростью внешней диффузии, только скоростью внутренней диффузии или зависит одновременно от обепх этих стадий. В этой связи в зависимости от стадии, лимитирующей адсорбцию, скорость процесса адсорбции подразделяется на внешнедиффузионпую, внутреннедиффузионную и смешанную [c.251]

Выражения скорости внутренней диффузии получаются из П закона Фика. [c.410]

В стационарном состоянии процесса скорость внутренней диффузии должна быть равна скорости реакции, т. е. [c.410]

Внешняя кинетическая область — такой режим протекания процесса, когда скорость реакции на внешней поверхности меньше скорости внешней диффузии, но значительно больше скорости внутренней диффузии. [c.416]

Так, например, если адсорбция яда невелика и он равномерно покрывает поверхность пор, то скорость самой реакции снизится из-за того, что не все соударения со стенками пор окажутся эффективными. При этом скорость внутренней диффузии изменится мало, а потому возможно возрастание степени использования внутренней поверхности. [c.420]

На молекулярных ситах в отличие от остальных адсорбентов скорость внутренней диффузии мала. Поэтому с кинетической точки зрения применение нх нерационально. Однако эти сорбенты отличаются высокой селективностью, благодаря чему в ряде случае они более пригодны. [c.91]

Мы видим, что эффективный коэффициент продольной диффузии, определяющийся скоростью внутренней диффузии, растет пропорционально кубу толщины пленки (см. главу III) и при малых значениях б падает с ростом do. [c.116]

Точка (вторая критическая влажность) соответствует достижению равновесной влажности на поверхности материала (внутри материала влажность превышает равновесную). Начиная с этого момента и вплоть до установления равновесной влажности по всей толще материала, скорость сушки определяется скоростью внутренней диффузии влаги из глубины материала к его поверхности. Одновременно вследствие высыхания все меньшая поверхность материала остается доступной для испарения влаги в окружающую среду и скорость сушки падает непропорционально уменьшению влажности материала. [c.609]

Внутренняя диффузия зависит от пористой структуры катализатора. По размерам поры условно делятся на три категории микро-поры диаметром менее 15 А, мезо-поры диаметром от 15 до 150 А и иакропоры диаметром более 150 А. Диаметр пор определяет внутреннюю диффузию. Основную долю общей поверхности многих катализаторов составляет внутренняя поверхность, поэтому именно на ней происходит большая часть взаимодействий и столкновений молекул реагентов. Структура пор весьма разнообразна, и в уравнение скорости внутренней диффузии входит фактор эффективности, учитывающий, насколько затруднена для реагентов диффузия в поры и из них. Однако во многих случаях не так важно знать величину константы скорости внутренней диффузии к, как выяснить, протекает ли реакция в основном на внешней поверхности катализатора или внутри пор, и определить последствия этого. Например, для последовательной реакции [c.10]

В критерий Био входит отношение величин Р и D , характеризующих скорости внешней и внутренней диффузии. Поэтому данный критерий имеет важное значение для анализа процессов массопередачи с участием твердой фазы. При малых значениях Bi скорость массопередачи определяется скоростью внешней диффузии, или, как говорят, процесс протекает во внешнедиффузионной области, а при больших значениях Bi — скоростью внутренней диффузии (внутриди узионная область). [c.432]

С увеличением концентрации в растворе молекул сорбирующегося вещества увеличивается скорость процесса. Однако это увеличение продолжается до некоторой концентрации насыщения, при которой около окон цеолита оказывается столько молекул, что дальнейшее увеличение их числа не будет заметно сказываться на скорости сорбции. Если концентрация в растворе молекул сорбирующегося вещества равна или выше концентрации насыщения, то процесс проникновения молекул через окна цеолита не определяет скорости сорбции. В этом случае она определяется скоростью миграции молекул в каналах цеолита — внутренней диффузией, скорость которой в свою очередь зависит от количества молекул, прошедших через окна. Количество молекул, прошедших через окна, зависит от перепада концентраций, то есть от концентраций вещества на наружной стороне окна и в полости. Последняя концентрация определяется скоростью отвода вещества — скоростью внутренней диффузии. Указанные рассуждения подтверждаются экспериментальными данными. При изучении зависимости эффективного коэффициента диффузии от времени сорбции из растворов н-гептадекана в изооктане при 20°С наблюдается экстремальная зависимость. Коэффициент диффузии вначале растет с ростом времени сорбции, затем в интервале степени заполнения от 25 до 70%, остается постоянным, после чего начинает падать. Аналогичные данные получены авторами работы [207, 208]. [c.284]

Структура адсорбентов и скорость внутренней диффузии 291 Шёлнер Р. [c.354]

Структура адсорбентов и скорость внутренней диффузии. Шёлнер Р. Сб. Адсорбция и пористость . М., Наука , 1976, стр. 291—295. [c.357]

С дальиейлним повышением температуры скорость химической реакции возрастает настолько, что становится несоизмеримой со скоростью внутренней диффузии, и внутреннее объемное горение практически прекращается. Прн этом внешняя диффузия кислорода к иоверхностн углерод-Н0] 0 тела мон ет значительно превышать скорость поверхностной химической реакции. Процесс горения перейдет во внешнюю кинетическую область. Прн очень высоких температурах скорость химической реакции становится настолько большой, что процесс в целом начинает опреде- тяться скоростью внешней диффузии, т. с. переходит ио внешнюю диффузионную область. [c.160]

При количественной трактовке скорости внутренней диффузии пористый материал, согласно Я. Б. Зельдовичу [828], рассматривается как гомогенная среда, в которой происходит диффузия, характеризуемая некоторым эффективным коэффициентом диффузии Ь. Такая трактовка применяется в ряде работ, например в [763, 820, 833, 834, 857, 858]. [c.409]

Предположим, что скорость внешней диффузии очень велика по сравнению со скоростью внутренней диффузии и что скорости сорбции и десорбции на поверхности раздела велики. Тогда нуншо принять, что на поверхности поглощающего зерна имеет место равновесие между концентрацией а в сорбенте и концентрацией с в окружающей среде [c.71]

Термический фактор является одним из наиболее действенных в хроматографии. Прп этом возможность выпрямления изотермы и ускореиие скорости внутренней диффузии нри повышении температуры играют вторичную роль. Большее значение илхеет то обстоятельство, что, меняя температуру, можно разделять смеси веществ, резко различающиеся по свойствам. Однако наиболее важным является то, что только термический фактор позволяет менять адсорбционные свохтетва ио любому закону во времени и по длине колонки II, следовательно, получать ряд специфических эффектов. [c.150]

Обобщая полученные результаты , можно утверждать, что кинетика сорбции (ионного обмена) во внутридиффузиойной области приближенно может быть описана уравнением (4.25), если под у понимать константу скорости внутренней диффузии. Эта константа по аналогии с уравнением (5.19) зависит от коэффициента внутренней диффузии, геометрических размеров зерен минерала и от его сорбционной e iкости, но не iwвисит от гидродинамики потока. [c.99]

Развитая теория описывает геохтгическую миграцию, обусловленную фильтрацией, в слабо сорбирующей срсдс, если известны сорбционная емкость породы коэффициент продольной диффузии ) растворенного вещества и константа скорости внутренней диффузии-у. Эти величины могут быть определены экспериментально. Пользуясь полученныш решениями, легко рассчитать дальность миграции вещества залежи, количество мигрировавшего за определенное вре.хгя вещества и закон распределения вещества в пространстве над залежью. [c.138]