Передача веществ между фазам

По современным представлениям, передача вещества между фазами определяется так называемой пленочной теорией абсорбции. Предполагается, что с обеих сторон поверхности соприкосновения фаз образуются неподвижные или ламинарно движущиеся пленки. 220 [c.220]

Основные величины, характеризующие работу в колоннах с насадкой, обычно выражаются теперь в виде параметров, связанных в уравнения, основанные на двухслойной теории передачи вещества между фазами. При этом вводятся два существенных предположения [c.155]

Дифференциальные уравнения (1.35 и I, 37) являются основными соотношениями, позволяющими исследовать различные случаи абсорбции. Их решение в общем виде невозможно и в настоящее время имеется лишь для некоторых частных случаев (см. стр. 55). Уравнения (1.38 и 1.42) выражают краевые условия, т. е. условия на поверхности они должны рассматриваться совместно с основными дифференциальными уравнениями, но при рассмотрении передачи вещества между фазами могут быть применены и независимо от последних. [c.35]

ПЕРЕДАЧА ВЕЩЕСТВА МЕЖДУ ФАЗАМИ [c.35]

Передача вещества между фазами [c.39]

Отражение условий динамического равновесия на границе раздела фаз в данном случае сводится к учету равновесного распределения вещества между фазами с матрицей коэффициентов распределения М и равенству диффузионных потоков по каждому компоненту на границе раздела со стороны каждой из фаз. Как уже упоминалось (см. с. 152), топологически эти условия реализуются в виде комбинации Т-элемента и TD-элемента с матрицей коэффициентов передачи 1V1. Физическая схема ячейки и локальная форма связной диаграммы физико-химических процессов в ней показаны на рис. 2.20. Та же связная диаграмма, но в форме диаграммной сети, представлена на рис. 2.21. [c.164]

В настоящее время наиболее распространенной теорией, объясняющей механизм передачи вещества между жидкой и газообразной фазами в процессе десорбции, является теория двухслойного поглощения. [c.359]

Как показывают опытные данные, при кристаллизации из чистой жидкости скорость роста кристаллов при температуре равновесия между фазами равна нулю и увеличивается по мере понижения температуры до некоторого предела. При значительной теплоте отвердевания и при малой теплопроводности вещества выделяющаяся теплота способствует установлению на поверхности раздела температуры равновесия, и только отвод теплоты от системы приводит к одностороннему течению процесса. Чем больше скорость этого отвода теплоты, тем больше, до известного предела, и скорость кристаллизации. Если теплопроводность материала невелика, то процесс может тормозиться недостаточной скоростью передачи теплоты от поверхности соприкосновения фаз к источнику охлаждения. В таких системах перемешивание жидкости, [c.487]

Подобно тому, как температура является движущей силой при теплопередаче, так и химический потенциал является движущей силой при переходе массы. Он приводит к установлению химического равновесия (и фазового, если передача массы происходит в гетерогенной системе, т. е. между фазами). Подобно другим факторам интенсивности (в соответствующих процессах), химический потенциал вещества по мере протекания процесса выравнивается и в момент наступления равновесия он становится одинаковым во всех сосуществующих фазах, в которых находится данное вещество (см. с. 120). Таким образом, химической переменной является количество вещества. Избыток вещества как бы компенсирует меньшую силу его химического сродства. [c.116]

Выше мы рассматривали передачу вещества, не связывая ее с каким-либо механизмом. Единственным допущением было существование равновесия между фазами у поверхности их соприкосновения из этого допущения вытекает выражаемая уравнениями (П-7) и (П-10) аддитивность фазовых сопротивлений. [c.93]

При передаче dni молей вещества между двумя фазами при одних и тех же Р и Т изменение энергии Гиббса составит [c.137]

Основным элементом ректификационной установки является колонна. К конструкции колонн предъявляются следующие требования дешевизна, простота в обслуживании, высокая производительность, прочность, долговечность колонна должна обладать максимальной поверхностью контакта между фазами и эффективностью передачи массы вещества из одной фазы в другую она должна работать устойчиво и равномерно по всему сечению и в широком диапазоне нагрузок, обладать максимальной пропускной способностью по паровой и жидкой фазе и минимальным гидравлическим сопротивлением. Стремление удовлетворить все перечисленные требования и большое разнообразие свойств разделяемых смесей приводит к большому разнообразию типов ректификационных колонн. [c.148]

Так, многочисленными исследованиями было показано, что массопередача в системе соприкасающихся фаз является функцией вязкости диффундирующих веществ. С другой стороны, и коэффициент относительной летучести рассматриваемого компонента приблизительно пропорционален наклону равновесной кривой, влияет определяющим образом на характер массо-передачи между фазами и на коэффициент полезного действия тарелки. [c.360]

Как показывают опытные данные, при кристаллизации из чистой жидкости скорость роста кристаллов при температуре равновесия между фазами равна нулю и увеличивается по мере понижения температуры до некоторого предела. При значительной теплоте отвердевания и при малой теплопроводности вещества выделяющаяся теплота способствует установлению на поверхности раздела температуры равновесия, и только отвод теплоты от системы приводит к одностороннему течению процесса. Чем больше скорость этого отвода теплоты, тем больше, до известного предела, и скорость кристаллизации. Если теплопроводность материала невелика, то процесс может тормозиться недостаточной скоростью передачи теплоты от поверхности соприкосновения фаз к источнику охлаждения. В таких системах перемешивание жидкости, способствующее выравниванию температуры различных ее слоев, ускоряет процесс кристаллизации. При работе с веществами, обладающими большой теплопроводностью (металлы), в перемешивании обычно не бывает необходимости. [c.481]

При отсутствии равновесия происходит передача вещества из одной фазы в другую. Кинетика абсорбции, т. е. скорость процесса массопередачи, определяется движущей силой процесса, т. е. разностью между фактической концентрацией компонента в одной из фаз и его равновесной концентрацией. [c.110]

К конструкциям массообменных аппаратов предъявляются следующие основные требования дешевизна, простота в обслуживании, высокая производительность, максимально развитая поверхность контакта между фазами и эффективность передачи массы вещества из одной фазы в другую, устойчивость режима в широком диапазоне нагрузок, максимальная пропускная способность по паровой (газовой) и жидкой фазе, минимальное гидравлическое сопротивление, прочность конструкции и долговечность. [c.112]

Образование зародыша сопровождается дальнейшим увеличением объема новой фазы. Когда образующиеся в новой фазе молекулы должны возникать при реакции впервые, Фольмер предполагает две возможности, а именно или сначала происходит образование молекул и возникновение новой фазы является решающим для скорости реакции (гомогенный катализ), или образование молекул происходит медленно, но оно специфически катализируется на поверхности новой фазы (гетерогенный катализ). Относительно передачи энергии отдельным молекулам в реакционной смеси, реагирующей экзотермически, известно, что как перенос, так и отдача избыточных энергий могут происходить лри распространении неразветвляющихся или разветвляющихся реакционных цепей. Таким образом, продукты элементарного процесса, заряженные освободившейся энергией реакции, способны превращать в реакционно способное состояние не только одну, но две или больше молекул. Цепные реакции известны для обыкновенных химических реакций, а также для каталитических реакций. В первом случае ускоряющие реакцию вещества образуются из начальных продуктов превращения, между тем как при обыкновенном катализе нет генетической связи между ускоряю1Цими реакцию и реагирующими веществами таким образом, ускоряющий агент остается неизмененным в процессе превращения. Христиансен и Кре-мерс [93], Христиансен [90, 91], Христиансен и Гуффман [92] и Семенов [438, 439, 440] разработали теорию цепных реакций, определив их кинетический характер и представив для гетерогенного катализа ряд примеров, подтверждающих существование в них цепей. [c.180]

Однако влияние малых количеств различных веществ в смесях на образование радикалов не всегда можно объяснить этими процессами. В то же время межмолекулярная передача энергии при радиолизе веществ в твердой фазе может быть значительно более эффективной, чем в жидкой фазе, благодаря существованию экситон-ного механизма переноса энергии возбуждения в кристаллах. Как было показано, процессы передачи энергии между молекулами играют большую роль при радиолизе смесей. [c.313]

Подобно тому как передача тепла протекает лишь при отклонении от состояния равновесия, т. е. при наличии разности температур между теплоносителями, так и переход вещества из одной фазы в другую происходит при отсутствии равновесия между фазами. [c.566]

Наличие поверхности раздела между фазами или между компонентами системы и скачкообразное изменение физико-химических свойств на границе раздела существенно усложняет картину радиационно-химических процессов приходится рассматривать процессы в каждой фазе отдельно и взаимное влияние фаз в процессах и свойствах. В [382] в системе твердое тело — адсорбированное вещество выделяют пять зон твердое тело (I) монослой (И), слой, размерами соответствующий средней длине диффузии атома или иона с поверхности твердого тела (III) слой, раз лерами соответствующий пробегу электронов Оже (IV) и зону влияния электрического поля адсорбента (V). Для общности к ним следовало бы добавить зону, в которой возможна миграция энергии из твердого тела в адсорбат. В твердом теле также выделяют несколько зон, соответствующих передаче заряда, атомов и возбуждения от адсорбированного вещества. Необходимо учитывать и изменение физико-химических свойств в обоих компонентах при удалении от границы раздела фаз (краевые эффекты). Таким образом, получается весьма сложная картина процессов радиолиза в гетерогенных системах. Современное состояние этого вопроса рассмотрено в [383]. Усиленное развитие физико-химических методов исследования поверхности и поверхностных эффектов позволяет надеяться, что радиолиз гетерогенных систем в ближайшие годы станет существенно более исследованным и понятным. [c.256]

Появление спонтанной турбулентности между органической фазой и водой при передаче третьего вещества по Льюису [64] [c.61]

Процесс массообмена между паровым и жидкостным потоками на контактных устройствах определяется величиной поверхности контакта фаз (/ м ), средней разностью концентраций, или средней движущей силой процесса (АС кг/кг), и коэффициентом массо-передачи, отнесенным к 1 поверхности фазового контакта [/Скг/(м2-ч)]. Коэффициент массопередачи зависит от природы вещества и гидродинамического режима контакта фаз. Количество вещества, перешедшего нз одной фазы в другую (в кг/ч), определяется равенством [c.283]

Многае окислительно-восстановительные реакции идут медленно. Степени окисления веществ могут изменяться как в результате прямого переноса электронов от восстановителя к окислителю, так и в результата переноса атомов или групп атомов (при этом перенос положительно заряженного атома или группы эквивалентен отдаче электронов, перенос отрицательно заряженных частиц — присоединению электронов). Непосредственный перенос электрона осуществляется за с. Ядра атомов за такое короткое время не успевают переместиться, т. е. при самом акте передачи электрона структура частиц вещества не изменяется. Простой перенос электрона возможен только в газовой фазе между атомом и его ионом [c.190]

Степень передачи электрона может изменяться от одного реагирующего вещества к другому это показывает, что для акта передачи электрона необходим частичный переход заряда между активным центром на катализаторе и одним из реагирующих веществ. Исходя из этих простых предположений, можно представить себе, что процесс должен протекать следующим образом во-первых, проводящие электроны диффундируют через твердое тело и, наконец, попадают на активный центр S. Реагирующее вещество В адсорбируется на каком-нибудь месте поверхности и также диффундирует к активному центру. Свободная энергия электронов в активном центре выше, чем свободная энергия адсорбированных молекул В. Поток электронов затем переходит от катализатора к молекуле реагирующего вещества В, находящегося в адсорбированном слое, до тех нор, пока свободные энергии электронов станут одинаковыми в фазах В ж 8. В то же время хемисорбция реагирующего вещества А на других [c.373]

Перенос тепловой энергии в многофазных полидисперсных средах происходит через непосредственные контакты между твердыми частицами и через разделяющий их промежуточный слой газа или жидкости. Поэтому при установлении общих закономерностей, определяющих теплопроводность горных пород, необходимо рассматривать такие факторы, как физико-химическая природа твердого вещества породы и насыщающего ее флюида, количественное соотнощение твердого вещества и газообразной или жидкой фаз, взаимное расположение компонентов и фаз и их физико-химическое взаимодействие. Перечисленные факторы при передаче тепла неравнозначны. Опыты, выполненные на упаковках из шариков с весьма различными свойствами (металл, кварц), показали, что физико-химическая природа материала частиц не определяет теплопроводности зернистой среды, так как доля тепла, передаваемого через непосредственный контакт твердых частиц, мала по сравнению с теплом, передаваемым от частицы к частице через промежуточный слой [51]. Таким образом, тепловые свойства промежуточной среды между частицами, в особенности поверхностной фазы, ее количество и пространственное расположение имеют первостепенное значение для теплопроводности горных пород. [c.116]

Уравнения для передачи вещества между фазами, рассмотренные в разделе 4 гл. 1, естественно, сохраняют свою силу и при десорб-Щ1И. Однако при десорбции движущая сила, а следовательно, и количество десорбируемого компонента, получают в этих уравнениях отрицательные значения. Например, в формуле [1.51] при десорбции рр>р, и таким образом, разность (р—р ), представляющая собой движущую силу, является отрицательной величиной. Чтобы этого избежать, следует перед правой частью формул поставить знак минус тогда движущая сила абсорбции будет выражаться разностью (рр—Р)- Так же следует поступать при подсчете числа единичных объемов и т д. [c.159]

В настоящее время наиболее распространенной теорией, объясняющей механизм передачи вещества между жидкой и газообразной фазами в процессе десорбции, является теория двухслойного поглощения. Согласно этой теории, десорбция сводится к последовательной диффузии удаляемого газа через два пограничных слоя — жидкостный и газовый. При диффузии газа из жидкой фазы в газообразную концентрация его и парциальное давление изменяются в диффузионных пленках, как показано на рис. 286. Концентрация газа в жидкой фазе равна концентрации его на границе между жидкостной пленкой и основной массой жидкости. В жидкостной пленке происходит снижение концентрации от величины Сх до Сз, отвечающей парциональному давлению диффундирующего газа на границе раздела фаз. В газовой пленке парциальное давление газа изменяется от величины Р до Рх, имеющей место на границе газовой пленки и основной массы газа, в которой парциальное давление диффундирующего газа также равно величине Рх- [c.408]

Передача вещества между двумя жидкими фазами возможна практически двумя путями 1) физической экстракцией, когда экстрагируемое вещество растворимо в обеих фазах, и 2) экстракцией, сопровождающейся химической реакцией, при которой образуются хкг,1кческне соединения Или комплексы (сольваты). Ко второму типу можно отнести экстракцию металлов и азотной кислоты эфирами, алкилфосфатами и алкилфосфонатами, кетонами, аминами, где образуются сольваты, экстракцию карбоновыми кислотами с образованием солей и др. Экстракция самих карбоновых кислот, в том числе уксусной, также относится ко второму типу, так как в органической фазе в ряде случаев происходит полимеризация. [c.204]

Из данных таблицы видно, что передача растворенного вещества из органической в водную фазу (3-я графа таблицы) в большинстве случаев усиливает коалесценцию капель, и предельные скорости по сравнению с системами из взаимно насыщенных растворителей (2-я графа) повышаются в 1,5—2 раза (за исключением системы с СС14, когда скорости остаются примерно постоянными). Наличие уксусной кислоты в системе при равновесном ее распределении между водной и органической фазами (4-я графа) значительно уменьшает коалесценцию, и предельные расходы соответственно уменьшаются в 2—3 раза. Массопередача из водной фазы в органическую (5-я графа) по сравнению с той же системой, но с кислотой, равновесно распределенной между фазами, может как увеличивать, так и уменьшать предельные нагрузки, но в основном незначительно. В 6-й графе таблицы приведены коэффициенты М для взаимно ненасыщенных растворителей. [c.145]

Через точку В (дгн, Ук) можно провести несколько прямых АВ, А В, А2В, АзВ с заданной ординатой уи, но эти линии имеют различные углы наклона и, следовательно, различные удельные расходы абсорбента. Конечные концентрации хв, Хи Х2, Хз также различны. Очевидно, чем меньше угол наклона рабочей линии, тем выше его конечная концентрация х и меньше удельный расход абсорбента 1 = 110. Однако при уменьшении угла наклона рабочей линии она приближается к равновесной-кривой у—Цх) и движущая сила процесса Ау уменьшается (Аг/з<Аг/1). Но исходя из основного уравнения массопередачи М = КуРАух, если уменьшается движущая сила Ау, для передачи того же количества вещества необходимо увеличить поверхность контакта между фазами, т. е. увеличить размеры аппарата. [c.156]

Простая физическая экстракция. Данные по массопереда-че, относящиеся к передаче растворенных веществ между двумя жидкими фазами, обычно интерпретируются на основе двухпленочной теории Уитмана . Согласно этой теории допускается, что сопротивление переходу вещества оказывают две неподвижные пленки, находящиеся с обеих сторон поверхности раздела, и что фазы на самой поверхности раздела находятся в равновесии друг с другом. Эта теория слишком упрощает механизм таких процессов, как газовая абсорбция или дистилляция, и тем более механизм массопередачи в системах жидкость—жидкость, когда условия еще больше усложняются вследствие наличия сил сцепления между фазами. Однако мы начнем рассмотрение процесса на основе теории Уитмана, а отклонения от двух ее основных допущений будут обсуждены ниже. [c.63]

Поверхностные аппараты являются наиболее широко распространенными типами испарителей, применяющимися в химической промышленности. Главной особенностью поверхностных аппаратов является то, что основным лимитирующим фактором, определяющим скорость перехода испаряемого вещества из жидкой фазы в газообразную, является передача тепла от тешюносителя к продукту через стенку аппарата. Поэтому определение площади поверхности теплообмена и других основных геометрических параметров вьшар-ного аппарата является очень важной инженерной задачей и производится в результате выполнения теплового расчета. Для правильного выполнения теплового расчета необходимо знать материальный и тепловой балансы процесса и определить ряд параметров, вытекающих из гидродинамического расчета. Гидродинамический и тешювой расчеты а1шаратов часто бывают настолько взаимосвязаны между собой, что отделить один от другого невозможно. [c.180]

Понятие явление переноса объединяет процессы, в которых происходит передача импульса, энергии или массы от одних частей неоднородной материальной системы к другим. (Обычно принимают, что система однофазна, но неоднородна по свойствам.) При вязком течении происходит передача импульса от одних областей материальной системы к другим, если эти области содержат частицы с разными импульсами передача энергии происходит в процессе теплопроводности между областями системы с разной термической энергией при наличии областей с разным химичеоиим потенциалом (это различие, как правило, возникает вследствие разности концентраций) осуществляется перенос массы в результате диффузии, переносом массы сопровождается также процесс электропроводности между областями с разным химическим потенциалом. Явления переноса наблюдаются при любом агрегатном состоянии вещества, однако скорости этих процессов особенно велики в жидкой и газообразной фазах. В электрохимии явления переноса также занимают существенное место, поскольку почти все электрохимические процессы сопровождаются переносом массы и электрического заряда. Знание общих закономерностей явлений переноса необходимо при изучении конкретных процессов. [c.13]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология