Поток молекулярный диффузионный

Удельный массовый поток молекулярного диффузионного переноса определяется по формуле [Л. 2-12] [c.85]

В реальном теплообменном аппарате в силу стохастической природы процесса распределение элементов потока по времени пребывания всегда неравномерное. К наиболее существенным источникам такой неравномерности можно отнести неравномерность профиля скоростей системы турбулизацию потоков молекулярную диффузию наличие застойных областей в потоке образование каналов и байпасных токов в системе. Для оценки неравномерности потоков вводится функция распределения По времени пребывания, которая определяется из отклика системы на импульсное, ступенчатое, либо частотное возмущение и позволяет количественно оценить отклонение реального потока от моделей идеального смешения и вытеснения [2]. Численные характеристики отклика системы на возмущение (среднее значение, дисперсия и др.) позволяют рассчитать параметры моделей, учитывающих стохастическую природу процесса. Сюда следует отнести диффузионную и ячеечную модели. [c.69]

Значение уменьшается с ростом молекулярного диффузионного потока, поэтому приведенная формула применима только в тех случаях, когда постоянная диффузионного потока ( не- [c.108]

Полная плотность поперечного потока конденсирующегося пара равна сумме молекулярной (диффузионной) и конвективной плотности потоков [c.150]

Практические наблюдения и имеющиеся научные факты позволяют предположить следующий механизм формирования парафиновых отложений на поверхности стенки трубы. Формирование отложений начинается за счет частиц дисперсной фазы, которые находятся в тонком диффузионном подслое, где возможны молекулярные диффузионные потоки. В этом подслое, благодаря броуновскому движению, являющемуся следствием молекулярного движения, частицы будут непрерывно соударяться со стенкой трубы,и,когда удерживающие частицу силы на поверхности будут превосходить инерционные силы, частица окажется закрепленной на подложке. Следовательно, в образовании твердой макрофазы в конкретном отрезке поверхности стенки смогут участвовать лишь те частицы дисперсной фазы, которые способны к диффузионным перемещениям в результате броуновского движения и которые оказались в данный момент по тем или иным причинам в этом тонком подслое. Таким образом, интенсивность формирования отложений будет определяться количеством таких частиц над поверхностью отложения, т.е. будет зависеть от их концентрации в единице объема и толщины диффузионного подслоя. При этом концентрация частиц будет определяться природой нефти и физико-химическими условиями, тогда как толщина диффузионного подслоя практически целиком зависит от гидродинамической ситуации в данном сечении трубы. [c.81]

С физической точки зрения теплоотдача конвекцией представляет двустадийный процесс, поскольку характер движения газа у поверхности нагрева и в отдалении от нее принципиально различен. Как известно, движение у поверхности в пограничном слое толщиной б носит всегда ламинарный характер, тогда как в отдалении оно может быть ламинарным, но чаще всего турбулентным. Перенос тепла ъ пограничном ламинарном слое сводится к молекулярному диффузионному процессу — теплопроводности (к), тогда как в потоке, движущемся турбулентно, носит характер молярной тепловой диффузии, который, однако, тоже возможно характеризовать некоторым эквивалентным коэффициентом теплопроводности Х3. Если весь поток движется ламинарно, то— =1 и поэтому весь процесс теплообмена сводится [c.356]

Таким образом, в том случае, когда смесеобразование имеет молекулярно-диффузионный механизм, скорость протекания процесса горения как в диффузионной, так и в кинетической области перестает зависеть от скорости потока. [c.98]

Помещение кристаллоносца в недосыщенный раствор приводит к частичному растворению кристалла и образованию в углублении насыщенного раствора. В этих условиях без перемешивания раствора растворение затравки сильно задерживается. Идет только медленный молекулярно-диффузионный обмен между насыщенным раствором в углублении и недосыщенной основной массой раствора. При понижении температуры и переходе раствора через температуру насыщения кристалл вначале медленно регенерирует, получая вещество только путем молекулярной диффузии. После же его появления из трубки возникают конвекционные потоки, обеспечивающие более быстрый рост. Если растворимость сильно зависит от температуры, затравка мала, углубление невелико, а перегрев велик или длителен, может произойти полное растворение затравочного кристалла. С другой стороны, слишком большое заглубление кристалла приведет к его длительному росту внутри трубки. Чтобы избежать этого, необходимы большие затравки. С другой стороны, большие однородные затравки труднее выбрать. Первые же опыты покажут, какие размеры кристаллоносца и условия постановки опыта являются удовлетворительными. [c.152]

Материальный баланс складывается из количества вещества, переданного массопередачей и определяемого уравнениями (3.3) и (3.6), а также — конвективной и турбулентной диффузиями, т. е. гидродинамическим путем. Под конвективным потоком здесь понимается количество вещества, передаваемое принудительным движением основного потока. В диффузионной модели конвективные потоки распределенного компонента в жидкости и газе в элементарном объеме аппарата длиной dz равны соответственно Ldx и G dy. Потоки компонента в жидкости и газе, вызванные турбулентной диффузией, т. е. гидродинамического характера, определяются по аналогии с потоком молекулярной диффузии как произведение градиента концентраций на коэффициент турбулентной диффузии и площадь поперечного сечения потока (1 — ф) [c.178]

Уравнение (1.38) показывает, что по мере увеличения значения Рг возрастает относительное диффузионное сопротивление пристенного ламинарного слоя и, следовательно, для вязких капельных жидкостей влияние на интенсивность внешнего массообмена молекулярно-диффузионных (О) и вязкостных (V) свойств вещества потока увеличивается. [c.40]

Механизм газопроницаемости зависит от структуры тела (размеров пор) и давления газа. Соответственно различают диффузионный поток, молекулярную эффузию, ламинарный поток по Пуазейлю, истечение из отверстий. [c.89]

Перенос вещества и тепла в движущихся жидкости или газе происходит двумя способами молекулярной диффузией и конвекцией — переносом вещества и тепла вместе с движущимся потоком. Гетерогенно-каталитический процесс всегда проводится в условиях интенсивного движения реакционной смеси при этом в основной части (ядре) потока молекулярная диффузия играет пренебрежимо малую роль, а благодаря конвекции достигается выравнивание состава и температуры смеси. Вблизи активной поверхности создается тонкий слой, внутри которого концентрация реагентов и температура меняются от их значений в ядре потока до приповерхностных значений, определяемых соотношением скоростей тепло- и массопереноса и химической реакции. Эта часть потока называется диффузионным пограничным слоем. [c.112]

Процесс переноса вещества внутри пористой гранулы будет, в общем случае, слагаться из диффузионных потоков (молекулярная, кнудсеновская, поверхностная диффузия), а также потоков вещества, обусловленных неизотермичностью внутри гранулы (термодиффузия), и результирующего массового потока, возникающего, как правило, вследствие протекания химической реакции на стенках. [c.427]

Пограничный слой неоднороден по толщине (рис. 3.9). Зона быстрого изменения концентрации обычно называется диффузионным пограничным слоем при ламинарном течении обтекающего частицу потока или диффузионным подслоем в случае турбулентного течения. Необходимо отметить, что толщина диффузионного пограничного слоя (или подслоя) бд значительно меньше толщины гидродинамического слоя бр и находится в пределах 5-10" —5-10 м (см. рис. 3.9). Известно, что молекулярный механизм переноса целевого компонента будет преобладать над конвективным на расстоянии, меньшем бд от поверхности обтекаемой частицы. Толщина диффузионного пограничного, слоя бд зависит также от величины коэффициента диффузии В. [c.75]

Массообмен между ожижающим газом в плотней фазе и пузырем Q равен объемному расходу газа через пузырь д плюс молекулярный диффузионный поток с поверхности пузыря ко8 [c.123]

Наиболее полное отражение механизм массопередачи получил в теории В. Левича о диффузионном пограничном слое, развитой на основе современных представлений гидродинамики турбулентных потоков. Эта теория учитывает как молекулярную, так и конвективную диффузию, т. е. перенос вещества потоком жидкости, который имеет место в гидродинамическом пограничном слое главным образом в результате проникания в него турбулентных пульсаций. Молекулярный перенос становится определяющим лишь в узкой области около границы раздела, где коэффициент турбулентной диффузии меньше молекулярного. Диффузионный пограничный слой принципиально отличается от жидкой пленки Льюиса—Уитмена, так как его толщина зависит от гидродинамических условий, свойств жидкости и собственно коэффициента диффузии. В этом слое происходит резкое изменение концентрации и толщина его определится уравнением [c.73]

Перемешивание является диффузионным процессом, и его можно рассматривать как диссипацию энергии в турбулентном потоке. Происходит оно за счет вовлечения массы жидкости в процессе мас-сообмена, который по аналогии с процессом молекулярной диффузии называется волновой диффузией . В турбулентном потоке молекулярная диффузия играет весьма незначительную роль (для переноса энергии из ядра потока), и ею можно пренебречь. Основное перемешивание происходит вследствие волновых движений жидкости. Наиболее широкое распространение в теории перемешивания получили воззрения Холмогорова. [c.102]

Приближенное аналитическое выражение, связывающее параметр aJ с физическими характеристиками блоков, может быть получено из решения задачи нестационарного молекулярно-диффузионного переноса для блоков известной конфигурации. Для этого достаточно оценить отношение удельного массового потока через поверхность блока к изменению средней концентрации в нем из решения соответствующей краевой задачи или воспользоваться методом моментов. Как показал анализ полученных зависимостей [5,7], коэффициент массообмена является переменной во времени величиной, максимальное значение которой отвечает начальным этапам процесса с течением времени, ориентировочно, при т > 0,5, однако, отмечается довольно быстрая стабилизация значений д , когда [c.146]

Статистический характер молекулярного движения является не единственным фактором, определяющим размытие диффузионного фронта. Так, при ламинарном пуазейлевском движении жидкости в трубе радиуса с параболическим профилем скоростей и г) = 2й —скорость потока на оси в 2 раза превышает среднюю, а у стенок (при гР) стремится к нулю, что также приводит к размытию фронта переноса примеси (рис. 111.3). Полагая в этом случае [c.86]

При турбулентном режиме течения, вследствие статистического характера пульсационного движения, перенос массы в ядро потока считается аналогичным переносу массы по механизму молекулярной диффузии [401]. Эта гипотеза позволяет представить толщину турбулентного диффузионного слоя по тем же зависимостям, что и при молекулярной диффузии, но с коэффициентом эффективного турбулентного [c.160]

Перенос вещества в потоке происходит как за счет молекулярного, так и за счет конвективного обмена. Согласно первому закону Фика, при наличии градиента концентраций возникает диффузионный поток [c.31]

Из анализа работ [14, 15, 23, 70, 71, 78—87] следует важный вывод при достаточной длине аппарата продольное рассеяние вещества как за счет турбулентной и молекулярной диффузии, так и из-за неравномерностей в структуре потока можно аппроксимировать одномерной диффузионной моделью с общим коэффициентом продольного перемешивания в соответствии с уравнением [c.35]

ЩИХ клочкообразных масс турбулентного потока. Молекулярное диффузионное рассеяние -й прпмесп в турбулентных молях описывается уравнением молекулярного переноса масс [c.12]

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]

Конвективный массоперенос в широком смысле понимается как перенос вещества с крупными образованиями сплошной среды (газом, жидкостью, в определенных ситуациях — и твердой фазой) в любом направлении. Здесь и далее) под конвективным будем понимать перенос вещества нормально к поверхности раздела фаз как результат сложного взаимодействия механизмов переноса вещества собственно конвективного (в ядре потока) и молекулярно-диффузионного (в пограничном слое). Такой вид массопереноса, именуемый массоотдачей, также может выступать в качестве отдельной стадии. Интенсивность его, аналогично переносу теплоты, выражают коэффициентом массоотдачи (3, причем [c.771]

При отсутствии свободной и вынужденной конвекции общий диффузионный поток i-ro компонента складывается из потока молекулярной диффузии 7j и стефанова потока При диффузии [c.45]

Разность общего ] ) и стефанова (/,) потоков составляет молекулярный диффузионный поток [c.47]

Влияние осевой и радиальной диффузии. В предыдущих рассуждениях не учитывалось влияние молекулярных диффузионных потоков. Они искажают характер движения и изменяют картину распределения времени пребывания. В работах Босворта показано, что влиянием продольной (осевой) диффузии в известных случаях можно пренебрегать. Радиальная диффузия оказывает более существенное влияние, и ее следует учитывать. [c.88]

Расчет скорости диффузии в такой трактовке применяется и теперь в процессах адсорбции твердыми телами из потока газов, в процессах адсорбции из растворов [91—94] и др. Все же теория неподвижной пленки теперь устарела. В связи с развитием теории турбулентности указанной пленке (газовой или жидкостной), граничащей с реагирующей или поглощающей поверхностью, стали придавать уже иное физическое значение, а именно, ее представляют в виде ламинарного погранич1[ого слоя , который уже не является неподвижным, а только лишенным вследствие наличия твердых границ беспорядочных поперечных движений, характерных для основной массы турбулентного потока. О)гласно представлениям Ирандтля, в такой ламинарной пленке — так называемом подслое—предполагается только струйчатое вязкое течение и полное отсутствие пульсаций. В связи с этим в пленке предполагается исключительно молекулярный, диффузионный перенос массы и тепла. [c.98]

Уравнение (1.20) вместо размерного времени содержит без-)азмерное время нестационарного диффузионного процесса "Од = Dt/L — диффузионный критерий Фурье. Безразмерный параметр Ре = WoL/D служит мерой отношения интенсивностей конвективного и диффузионного переноса целевого компонента в движущемся потоке. При достаточно большом значении Ре слагаемыми правой части уравнения (1.20) можно пренебречь по сравнению с членами, ответственными за конвективный перенос (группа вторых слагаемых уравнения), а в противоположном случае, когда Ре 1, наоборот, можно пренебречь конвективными членами уравнения (1.20) и полагать, что нестационарное распределение концентраций целевого компонента практически определяется только молекулярно-диффузионным переносом. Существенно, что значение критерия Ре характеризует меру отношения интенсивностей конвективного и диффузионного переносов компонента в основном потоке движущейся среды, а в непосредственной близости от твердой поверхности такое соотношение изменяется, поскольку в пределах пограничного слоя уменьшаются значения компонент скоростей потока. [c.25]

По меньшей мере у части рассматриваемых систем механизм массопереноса в геле ближе к поверхностной диффузии, чем к молекулярному диффузионному потоку, осложненному пористостью и извилистостью структуры геля. Так, для гидратации изобутилена на смоле Дауэкс 50 в условиях диффузионных ограничений Гупта и Дуглас [128] нашли, что О ф уменьшается с 5,5-10 при 74 °С до 1,7-10 м2/с при 89 °С (значения О ф вычислены из данных о скорости реакции). Этот результат напоминает данные Бинерта и Гельбина по дегидратации изопропанола на 7-А1гОз в диапазоне [c.148]

Для массообменных процессов наиболее важен перенос целевого компонента в поперечном потоку направлении, нормальном твердой (или жидкой) поверхности. В основной части потока-носителя, в его турбулентном ядре мощный турбулентный перенос (-Отурб -О) практически выравнивает концентрацию целевого компонента в направлении, перпендикулярном стенке. Однако в пристенном ламинарном слое, где отсутствуют турбулентные пульсации и скорость движения среды в поперечном направлении равна нулю, единственным механизмом переноса целевого компонента к стенке (или от нее) может быть перенос за счет молекулярной диффузии. В промежуточном слое (рис. 1.13) между пристенным слоем и ядром потока конвективный, диффузионный и турбулентный переносы компонента могут быть сравнимы по величине. [c.348]

Расчет адсорбционного поглощения и разделения смеси веществ требует знания закономерностей переноса массы в многокомпонентных жидких смесях. Процессы nefteHO a в смесях обладают рядом принципиальных особенностей в сравнении с переносом в бинарных растворах. Теоретической базой исследования переноса массы в смесях является термодинамика. необр атимых процессов, в основу которой положен линейный закон Онзагера, утверждающий, что между потоками и силами, вызывающими потоки, имеет местО/ линейная зависимость, отражающая Д ействв как основных, так и перекрестных эффектов. Перекреетиые эффекты имеют место и при диффузии многокомпонентной смеси веществ. В этом случае на потоки массы отдельных компонентов смеси влияют не только их собственные градиенты концентраций, но и конц ентрации других компонентов. Так, например, плотности молекулярных диффузионных потоков У, необходимо задавать в виде [c.136]

Здесь 5 . = с/со — доля неизвлеченного вещества Ях = kpl gD ) — критерий, характеризующий меру отношения плотности потока массы за счет фильтрации раствора и плотности потока массы за счет молекулярной диффузии в твердой фазе Я2 = кх х — критерий, учитывающий нестационарность движения жидкости в твердой фазе щ = - — критерий, характеризующий меру отношения стока (впитывания жидкости твердой фазой) к молекулярно-диффузионному потоку во [c.118]

Действительно, от ядра турбулентного потока к диффузионному пограничному слою п от него к основно массе другой среды перенос вещества происходит за счет конвективно дпффузхш. Внутри же пограничного слоя, газового и жидкого, массоотдача происходит главным образом за счет молекулярной диффузии путем переноса вещества в молекулярном состоян 1И в направлении, перпендикулярном к траектории движения среды. [c.61]

Рис. 2.2. Потоки молекулярного водорода при горении смеси водорода (60 %) — воздух с добавкой 4 % бромистого водорода [22]. А — конвективный поток Му I,) В — обычный диффузионный поток С — поток, связанный с тег зией О — полный поток Нг. ) Положительные значения соответствуют потокам, направленным слева направо (с холодной границы пламени на горячую) и наоборот. (Воспроизводится с разрешения Института горения.)

Существование в вязком подслое турбулентных пуЛ1>саи.ий и их постепенное затухание с приближением к межфазной границе имеют принципиальное эваче-, ние для проблемы массопередачн, особенно в тех случаях, когда процесс массо-пгредачи лимитируется переносом в жидкой фазе. Действительно, поскольку а жидкостях коэффициент молекулярной диффузии обычно значительно меньше коэффициента кинематической вязкости, турбулентные пульсации, несмотря на свое достаточно быстрое затухание в вязком подслое, дают заметный вклад в массовый поток вещества к границе раздела фаз. Влияние пульсаций на массоперенос становится пренебрежимо малым лишь в пределах так называемого диффузионного подслоя, толщина которого для жидкостей мала по сравнению. с толщиной вязкого подслоя. Скорость межфазного массообмена существенно зависит от характера изменения эффективного коэффициента турбулентной диффузии Pt вблизи межфазной границы. Если предположить, что функция Dt (у) достаточно хорошо описывается первым членом разложения в ряд Тейлора [c.177]

Сайт процессов переноса массы сосредоточен в диффузионном пограничном слое. Хронопространственная метрика сайта определяется толщиной этого слоя и временем контакта фаз. В зависимости от характера движения потока сплошной среды в зоне контакта фаз различают молекулярный, конвективный и турбулентный механизмы диффузии. [c.160]

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]

Большое число работ 20-22 посвящено определению величины Ре в трех режимах 1) для диффузионного потока, при котором время протекания превышает время, необходимое для выравнивания концентраций в результате молекулярной диффузии вдоль канала 2) для диффузионно-ламинарного потока, при котором время протекания превышает время, необходимое для молекулярной диффузии в поперечном направлении, и меньше времени, необходимого для выравнивания концентраций за счет молекулярной диффузии вдоль канала 3) для ламинарного потока, при котором время протекания меньше времени, необходимого для вырав- [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология