Модель механизма переноса вещества

Механизм переноса веществ через мембраны сложен, и поэтому все модели только попытка гипотетически представить реальный процесс. [c.51]

Модели механизма переноса вещества [c.100]

Влияние поверхностного натяжения. В соответствии с рассмотренными выше моделями механизма переноса вещества при ламинарном движении жидкости следует ожидать отсутствие влияния поверхностного натяжения на массоотдачу в то же время, поскольку поверхностное натяжение вызывает затухание турбулентных пульсаций вблизи свободной поверхности жидкости (с. 81), можно ожидать его влияния при турбулентном движении, причем р должен повышаться при уменьшении а. [c.101]

При расчете массообменных процессов неравномерность распределения элементов потока на тарелках обычно учитывается по локальным характеристикам ограниченных объемов массообменного пространства, в пределах которых допускается идеализированное представление о механизме переноса вещества. Выделенные таким образом локальные объемы с однородными свойствами описываются типовыми гидродинамическими моделями. От числа, типа элементарных моделей и способа их взаимосвязей зависит точность описания структуры потоков в целом. Рассмотрим отдельные типовые модели структуры движения жидкости по тарелке ректификационной колонны. [c.87]

В начале этого века в физике твердого тела господствовали кристаллографические концепции, согласно которым кристаллические твердые тела составлены из регулярно и плотно упакованных атомов или ионов, занимающих все разрешенные позиции— узлы кристаллической решетки. Такое представление не оставляло места сколько-нибудь плодотворным моделям процессов переноса вещества в кристаллах. Действительно, в целиком заполненной кристаллической решетке транспортные процессы могут осуществляться только путем непосредственного обмена местами соседних атомов. Такой механизм еще мог бы как-то объяснить диффузию в твердых телах, но никак не объясняет ионную проводимость. Действительно, обмен местами одноименно заряженных ионов не приводит к перемещению электрического заряда. Обмен же местами катиона и аниона требует настолько больших затрат энергии (л 15 эВ), что вероятность такого события ничтожно мала (при комнатной температуре один раз за 10 °° лет, при температуре плавления — один раз за 10 ° лет). [c.21]

При отсутствии равновесия между фазами происходит переход вещества из одной фазы в другую этот процесс называют массопередачей. Аналогично теплопередаче массопередача является сложным процессом, состоящим из процессов переноса вещества в пределах каждой из фаз (массоотдача) и переноса вещества через границу раздела фаз. Некоторые модели процесса массоотдачи рассмотрены ниже (стр. 100 сл.). Обычно считают, что сопротивление переходу вещества на границе фаз отсутствует. Такое предположение равносильно допущению о существовании в каждый момент времени равновесия у поверхности соприкосновения фаз (вопрос о механизме переноса вещества через межфазную поверхность рассмотрен на стр. 124). [c.84]

Опираясь на результаты, полученные в 2, а также на общие представления о механизме переноса вещества и структуре поля концентрации (гл. 1), рассмотрим картину изменения поля концентр ации внутри движущейся капли с течением времени, следуя работе [121]. Цель этого анализа состоит в том, чтобы установить пределы применимости теории диффузионного пограничного слоя для области внутри капли и перейти затем к модели, пригодной для описания процесса массопереноса при больших значениях времени. [c.289]

При этом виде транспортной модели коэффициент диффузии (Км) внутри и снаружи будет разным Км ару < Км нутри- а модель объясняет возможность концентрирования молекул субстрата внутри клетки. Но данная модель не объясняет механизма переноса вещества через мембрану, т.е. нет объяснения процесса транслокации, [c.50]

Наряду с сеточной моделью Захариазена часто используется другая, кристаллитная модель строения стекол. Она предполагает, что некоторые группировки атомов объединены в более упорядоченные состояния, чем обычная сетка. Эти области подобны слабо разупорядоченным кристаллам, разделенным зонами с меньшим порядком. Механизм ионного транспорта в рамках этой модели предполагается в значительной мере аналогичным механизму транспорта в кристаллах, поэтому часто говорят просто о вакансионном, или междуузельном, механизме переноса вещества в стеклах. Впрочем, сеточную и кристаллитную модели не следует рассматривать как взаимоисключающие. Скорее всего, они являются предельными приближениями, предполагающими различные степени упорядочения если по сеточной модели упорядочение ограничено расстояниями 0,5—0,6 нм, то по кристаллитной—1,0—1,2 нм. [c.57]

Наряду с общими закономерностями, характерными для массообменных процессов, в процессах переноса вещества в твердом теле существенную роль играют структура этого тела, его физико-химические свойства, их изменение в процессе экстрагирования, а также другие факторы. В соответствии с этим в книге рассмотрены основные математические модели переноса вещества в условиях практически реализуемых или теоретически целесообразных схем, механизм протекания процесса экстрагирования, основные инженерные методы расчета процесса (в том числе, учитывающие изменение физико-химических и кинетических констант экстрагирования). Значительное внимание уделено методике определения кинетических коэффициентов процессов, рассмотрению аппаратуры для их проведения, перспективным методам интенсификации. Важнейшие расчетные методы иллюстрированы примерами. [c.6]

Влияние коэффициента диффузии. Исследованию влияния этого фактора посвящено большое число работ, так как оно представляет интерес с точки зрения механизма переноса вещества. В связи с этим отметим, что, как следует из уравнения (П,35), модель обновления дает значение показателя п для критериев Рг в уравнении (11,49) га = 0,5, а модель пограничного диффузионного слоя в зависимости от показателя закона затухания турбулентных пульсаций п в уравнении (И,29) дает п = 0,33 — 0,5 (при п = 3 — 2). [c.91]

О. В большинстве теоретических работ считается, что коэффициент диффузии не зависит от концентрации адсорбированного вещества. Это не всегда физически оправдано, поскольку если в механизме переноса определяющую роль играет поверхностная диффузия адсорбированного вещества, то коэффициент диффузии сильно зависит от концентрации, что приводит также к нелинейной математической модели. [c.34]

Диффузионный перенос в проточном реакторе почти всегда имеет место вследствие возникновения градиента концентраций по длине (см. рис. 2.41). Необходимо отметить, что механизм такого переноса не только молекулярный - поток вешества 0 с1С/сИ определяется через некий эффективный коэффициент диффузии >3 (например, турбулентная диффузия). И если этот поток сопоставим с конвективным - Си (перенос вещества с потоком, движущимся со скоростью и), то становится очевидным, что его надо учитывать при построении модели. [c.131]

При исследовании механизма абсорбции в любых газожидкостных системах наибольшую трудность вызывает расшифровка кинетики абсорбции, в частности достаточно адекватный учет диффузии вещества в газовой и жидкой фазах. Задача заключается в таком моделировании диффузионных процессов, протекающих как внутри фаз, так и на границе раздела, которое бы позволило достаточно полно отразить факторы, влияющие на массоотдачу. Известные модели переноса вещества (модели Уитмена — Льюиса, Хигби, Данквертса и др. [6, 28, 29]) не только труднореализуемы в связи со сложными решениями математических уравнений, но и не учитывают многие из этих факторов. На кинетику абсорбции влияют коэффициент диффузии, физические свойства газов и жидкостей, термодинамические параметры процесса, концентрация компонентов, направление массопередачи, вибрация и пульсация, эффект Марангони и т. д. Многочисленные исследования влияния этих [c.69]

Уравнение (7.4.4.5), полученное в неподвижной системе координат и называемое в литературе волновой моделью продольного перемещивания, представляет собой уравнение гиперболического типа и, в отличие от параболического уравнения, учитывает конечность скорости распространения возмущений физического поля. При известном профиле скорости и механизме радиального переноса вещества определяются три параметра этого уравнения — щ, 2, [43]. [c.666]

Для удаления в виде пара влаги, находящейся в капиллярнопористом теле, необходимо затратить энергию на испарение жидкости и разрушение ее связи с материалом. Энергия эта определяется адсорбционными силами и силами поверхностного натяжения. Наименьшей энергией связи обладают молекулы жидкости, находящиеся на поверхности твердого тела и внутри крупных пор, наибольшей — молекулы, находящиеся в микрокапиллярах. Поэтому из микрокапилляров влага удаляется с наиболее высокой затратой энергии. Как уже было показано, механизм и кинетика переноса вещества в капиллярно-пористом твердом теле определяются его строением. Обычно для материалов, с которыми приходится иметь дело при сушке, характерна неоднородная пористая структура. Строгое математическое описание процессов сушки таких материалов представляет собой задачу чрезвычайной сложности. В связи с этим анализ процессов сущки основывается на использовании упрощенных моделей и опытных данных. [c.523]

Диффузия в турбулентном потоке. При турбулентном движении вторичные скорости, накладывающиеся на основной поток, изменяются во времени и в пространстве. Распределение этих скоростей, характеризующих турбулентность потока, хаотичное поэтому для изучения турбулентного движения должны применяться статистические методы. Наиболее подробно разработаны теории, основанные на некоторых упрощенных моделях механизма турбулентного движения. Например, допускается, что вихри в турбулентно движущейся жидкости перемещаются из одной точки потока в другую, где они исчезают, смешиваясь с потоком возникновение и перемещение вихрей носит неупорядоченный характер. При этом вихри переносят свойства жидкости из точки возникновения вихрей в точку, где они разрушаются. Такая гипотеза дает наглядное представление о том, каким образом в турбулентном потоке очень быстро усредняются концентрации растворенного вещества. [c.189]

Уравнение (6.268) не вскрывает сложный механизм переноса вещества, а лишь отражает соотношение между потоком вещества, поверхностью контакта фаз Р и движущей силой процесса ДС, В данном случае механизм переноса заложен, в вели шне 3, назьшаемой коэффициентом массоотдачи. Исходя из различных моделей массопередачи (пленочной, проннцания, обновления поверхности) получены выражения для коэффициента массоотдачи /3, как функции гидродинамической обстановки и свойств фаз. Следовательно, скорость физической абсорбции зависит не только от 280 [c.280]

Как показано выше, рассмотренные модели не имеют (или почти не имеют) прямой связи с конвективным характером переноса тепла и вещества. Это особенно ясно на примере формулы (53), указывающей на одновременное действие двух механизмов переноса тепла лишь при значительных Не конвективная составляющая становится превалирующей. В этом плане использование для расчетов критерия Ыи , базирующегося на эффективных значениях следует рассматривать как формальное. [c.169]

При моделировании процесса ионного обмена, по какому бы из указанных выше направлений не велось исследование, один из самых его ответственных этапов — это качественный и количественный учет неравновесности ионного обмена, обусловленный элементарными диффузионными процессами как в пограничном слое, окружающем зерно ионита, так и внутри самого зерна, а также собственно химическим актом между обменивающимися ионами и матрицей ионита (см. гл. И). Учет этот может быть осуществлен различными путями либо кинетическим анализом процесса и его механизма — путем использования экспериментальных данных и зависимостей для установления численных значений отдельных параметров модели и связи между ними, либо непосредственной оценкой перечисленных выше факторов неравновесности при составлении системы дифференциальных уравнений описывающих процесс. Широкое использование ЭВМ позволяет объединить эти пути, не упрощая при этом излишне модели, например, при описании переноса вещества через пограничный диффузионный слой. Так, модель массопереноса при ионном обмене включает в общем случае описание диффузии внутри ионита, переноса вещества на границе раздела взаимодействующих фаз, конвективной диффузии в сплошной фазе с учетом гидродинамической обстановки в слое ионита и т. д. [c.94]

Изучение и оценка переноса тепла в реакционном объеме представляют большие трудности. Особенно это относится к реакторам с насадкой, так как тепл оперен ос в них осуществляется не только через массу реагирующего газа или жидкости, но и непосредственно через твердую фазу. В ряде случаев в тепловом балансе необходимо учитывать также и лучеиспускание. Поэтому, чтобы различные механизмы переноса тепла можно было однозначно характеризовать, вся масса реакционного объема в соответствии с диффузионной моделью рассматривается как некоторая однородная (гомогенная) среда, в которой перенос тепла происходит с некоторым эффективным коэффициентом температуропроводности Отэ По тем же причинам, что и для коэффициента переноса вещества (неизотропность реакционной среды, упрощение расчетов), вместо 0 будем рассматривать его продольную и поперечную составляющие ат и атг. При этом вначале определяются коэффициенты теплопроводности и Хг, ккал1м ч град. Величина коэффициента температуропроводности определяется из соотношения [c.67]

В последние 20—30 лет разработано множество моделей механизма переноса вещества из одной фазы в другую. Но ни одна из имеющихся моделей не описывает процесса пoJ нo тью. [c.52]

Ни одну из известных моделей механизма переноса вещества нельзя считать достаточно полной. Хотя иногда на базе той или иной модели получены пригодные для практических целей соотношения, основой при определении коэффициентов массоотдачи остается опыт. При обработке опытных данных оказывается полезным применение теории подобия, а в ряде случаев—аналогия между массоотдачей и трением. [c.110]

Зкспериментальные значения коэффициента массопередачи, полученные на промышленной установке при концентрации фосфорной кислоты 70— 75% Н3РО4, приведены на рис. П-12. Коэффициент массопередачи Ку считали постоянным по высоте баш(ни, и для его вычисления использовали среднюю движущую силу процесса массопередачи. Как иидно из рис. П-12, коэффициент Ку при увеличении нагрузки башни (парциального давления паров) возрастает, что согласуется с пленочной моделью механизма переноса вещества. [c.86]

Артор не совсем точно излагает основные концепции, лежащие в основе модели Кинга, а также выводы в отношении характера зависимости от В а, вытекающие из нее. В основу модели положена возможность одновременного действия двух механизмов переноса вещества от свободной поверхности вглубь жидкости в турбулентном потоке. Один из них соответствует постепенному затуханию коэффициентов турбулентного обмена с приближением к межфазной границе. Этот механизм Кинг считает относящимся к вихрям сравнительно небольшого масштаба. Другой механизм связан с обновлением поверхности сравнительно крупными вихрями (их размер должен быть больше толщины слоя, в котором происходит затухание по первому механизму и где соответственно происходит основное изменение концентрации). Таким образом, модель Кинга, по существу, включает представления теорий пограничного диффузионного слоя (см. выше) и обновления поверхности (см. ниже). Что касается возможного характера зависимости от О а, то на основании собственных экспериментальных данных, полученных в ячейке с мешалкой и в насадочной колонне и анализа результатов, полученных другими исследователями, Кинг приходит к выводу о более узком интервале практически возможного изменения показателя степени при Оа от 0,5 до 0,75. Прим. пер. [c.102]

Диффузиониый механизм переноса вещества внутри капли нри больших числах Пекле на заключительной стадии процесса (модель Кронига — Бринка) [c.298]

В теории тепломассопереноса существует достаточно развитое теоретическое направление, априори рассматривающее процессы переноса внутри капли при больших числах Пекле в рамках модели диффузионного пограничного слоя (см, [12, 37]). И в этом случае наличие циркуляционного течения приводит к существенным особенностям картины массопереноса внутри капель. Поэтому задача определения массопереноса может решаться только с использованием модели нестационарного пограничного слоя. Схема течения и структура поля концентраций в этом случае представлены на рис. 5.3.3.4 [37]. Механизм переноса вещества в капле в соответствии с [37] выглядит следующим образом. В течение короткого начального периода процесса растворенное вещество с достаточно большой скоростью переносится из внутреннего пограничного слоя к поверхности капли. Однако скорость этого процесса быстро падает за счет обеднения внутреннего пограничного слоя растворенньпи компонентом вследствие существенно более низкой скорости поступления вещества нз ядра потока (зоны бс)- При этом процесс массопередачи выходит на ста- [c.283]

За счет расширения зоны контакта в месте припекания увеличивается плотность и механическая прочность изделий. Теоретическое рассмотрение припекания возможно, только на моделях йз геометрически правильных тел, однако такое приближение право-мерно, так как припекание реальных неизомерных частиц будет отличаться от припекания частиц правильной формы на опреде.пен-ный числовой множитель, вид же функциональной зависимости останется один и тот же. Основное значение при изучении механизма припеканця частиц имеет установление движущих сил и соответствующих механизмов переноса вещества в прикоптактную зону. [c.172]

В одной из моделей механизм массопередачи упрощенно представляется следующим образом (рис. 9). Предполагается, что с обеих сторон от поверхности соприкосновения фаз в каждой фазе образуются неподвижные или ламинарнс движущиеся диффузионные слои (пленки), отделяющие пов(фхность соприкосновения от ядра потока соответствующей фазы. Ядро фазы — основная масса фазы, где происходит интенсивное перемешивание. Принимается, что вследствие I-нтенсивного перемешивания в ядре фазы концентрация распзеделяемого вещества в нем практически постоянна. Перенос вещества в ядре фазы осуществляется преимущественно за сче-- конвекции, т. е. движущимися частицами гасителя (распределяющей фа- ы) и распределяемого (целевого) вещества. [c.52]

Модели переноса вещества. Интенсивные исследования процесса псевдоожижения, проводившиеся в последнее десятилетие, значительно прояснили сущность основных явлений, имеющих место в слое, позволили вскрыть механизм переноса тепла и вещества и удовлетворительно их описать, однако не привели еще к созданию достаточно общей и пшрокой математической модели, которая моглд бы лечь в основу проектирования реакторов. [c.45]

Попав в область с другой скоростью осевого переноса, вещество остается там некоторое время / >. Это время можно трактовать как время релаксации осевого диффузионного потока, в течение которого этот поток определяется не локальным осевым градиентом концентрации, а молярным адвективным переносом [8]. Связь между потоком и градиентом концентрации в этом случае не локальна и не мгновенна система обладает некоторой памятью [8,9]. Это свойство эредитарности (наследственности) становится существенным, когда время релаксации оказывается не малым в сравнении с другими характерными временами, в течение которых в системе происходят существенные изменения (химические превращения, пребывание в реакторе и т.п.). В этом слз чае можно говорить о новом (дисперсионном) механизме продольною перемешивания как о процессе слу чайного блуждания вдоль оси аппарата, и в этом слу тае возможен переход к дисперсионной (волновой) модели массопереноса [8]. [c.10]

Успех в разработке модели загрязнения воздушного бассейна зависит от понимания законов распространения загрязняюших веществ. Основными факторами, определяющими распространение загрязняющего вещества, являются адвекция (горизонтальный перенос) и вертикальная диффузия. Скорость ветра отражает не только механизм переноса примесей, но и атмосферную турбулентность. [c.56]

Учитывая большое разнообразие видов переноса в процессах тепломассообмена (перенос энергии, количества движения, вещества, энергии турбулентных вихрей) и само разнообразие механизмов переноса энергии (электромагнитное излучение, конвекция, теплопроводность, контактная теплопередача), для выработки единых подходов и упрощения построения математических моделей целесообразно применить положения обобщенного термодинамического подхода, в общих чертах сформулированного в работах Б. Н. Петрова [5.31]. Для обьектов с сосредоточенными параметрами развитие этого метода проведено в работах В. Б. Яковлева [5.32]. Применительно к объектам с распределенными параметрами принципы обобщенного термодинамического подхода сформулированы В. Г. Лисиенко [5.22]. При таком подходе удается найти общность в написании основных уравнений для моделей различных видов переноса вещества и энергии, основываясь на известном принципе аналогии. Тем самым существенно облегчается и ускоряется процедура поиска технологии и структуры математических моделей самых различных процессов, и особенно создаются предпосылки для создания одного из самых современных методов расчета процессов тепломассообмена — динамического зонально-узлового метода (ДЗУ-метода), в котором органически сочетается детализированное моделирование в динамике всех видов теплопереноса с синхронным расчетом газодинамики процессов (см. п. 5.5). [c.411]

Модель бидисперсной частицы может бьггь пред, ставлена в виде, показанном на рис. 16.2.2.7. От круц. ных пор (тупиковых либо сквозных) ответвляются мелкие капилляры, являющиеся основными носителями растворов целевых компонентов. Как правило, движение жидкости в капиллярах практически отсутствует, и перенос вещества происходит по молекулярно-диффузионному механизму. Однако при опреде-ленных амплитудах пульсаций внешнего давления в крупных порах может возникнуть колебательное движение жидкости за счет сжатия защемленного в ка-ииллярах газа [82, 83]. Таким образом, крупные пор1ц будут играть роль транспортных каналов, в которых перенос вещества преимущественно конвективный, благодаря чему возможно многократное ускорение процесса извлечения растворенного вещества из частицы в целом. [c.479]

Реальные капиллярно-пористые тела представляют собой тисперсные системы, пронизанные многочисленными капиллярами неправильной формы. Поэтому использовать какую-то одну модель для описания процессов переноса не всегда представляется возможным. Учитывая, что любой механизм переноса предполагает наличие градиента давления или концентрации, часто представляют перенос вещества через пористое тело одним обобщенным уравнением [c.280]

Вспомним, что в однопараметрической диффузионной модели реальных аппаратов (см. раздел 14) рассматривается перенос вещества именно в продольном направлении, причем наряду с конвективным членом в уравнение (14.13) входит и диффузионный член. Но при рассмотрении механизма продольного перемешивания указывалось, что молекулярная диффузия играет в нем малую роль и что прежде всего оно обусловливается трубулентными пульсациями скорости и неравномерностью распределения скоростей по сечению, т. е. механизмами, существенно конвективными. [c.94]

Рукенштейн и Константинеску [75] учли конвективный перенос вещества не только в радиальном, но и в тангенциальном направлении. Однако полученное ими для степени извлечения выражение незначительно отличается от формулы Ильковича. Известны и другие приближенные модели для описания механизма массопередачи в образующуюся каплю [76—78]. [c.93]