Перенос вещества у поверхности раздела фаз

Уравнение для X с учетом связи между диффузией и сквозным потоком выводится так же, как и предыдущее уравнение, определяющее скорость переноса диффундирующего вещества при = 0. Для отыскания скорости переноса в случае >>0 необходимо использовать найденные выше коэффициенты пересчета. В результате уравнение переноса от поверхности раздела в непрерывную фазу примет вид [c.210]

Распределяемое вещество в фазе G переносится к поверхности раздела фаз, а в фазе L переносится от этой поверхности. Перенос вещества в обеих фазах осуществляется путем молекулярной диффузии (т. е. диффузии молекул через слой носителя) и путем конвективной диффузии (т. е. движущимися частицами носителя и распределяемого вещества). [c.573]

Подобно теплопередаче массопередача представляет собой сложный процесс, включающий перенос вещества (массы) в пределах одной фазы, перенос через поверхность раздела фаз и его перенос в пределах другой фазы. Как известно, при теплопередаче обменивающиеся теплом среды в большинстве случаев разделены твердой стенкой, в то время как массопередача происходит обычно через границу раздела соприкасающихся фаз. Зта граница может быть либо подвижной (массопередача в системах газ—жидкость или пар—жидкость, жидкость—жидкость), либо неподвижной (массопередача с твердой фазой). [c.383]

Применительно к струйному истечению двухфазного потока основные принципы свободной турбулентности также сохраняют свою силу, но наличие двухфазного потока и явления на границе раздела фаз накладывают при этом свою специфику. Специфику двухфазного потока можно учесть, основываясь на представлениях свободной турбулентности, если принять в качестве модели перенос завихренности, согласно которой перенос вещества в поперечном направлении осуществляется движущимися вихрями, и распространить условия этого переноса на поверхность раздела двухфазных потоков. [c.339]

Мы уже рассматривали, особенно в гл. III, вопросы о том, как на кристаллизацию влияет тепло- и массоперенос, предполагая при этом, что такой перенос к поверхности раздела фаз или от нее осуществляется только посредством теплопроводности и диффузии по отдельности или одновременно. Другой, совершенно иной способ переноса теплоты или вещества — это конвекция, при которой теплота или вещество, содержащиеся в жидкости, переносятся из одной ее точки в другую гидродинамическим потоком. Такой поток, вообще говоря, должен влиять на рост кристаллов из текучей среды, т. е. из раствора, пара и расплава. В свою очередь жидкую среду приводят в движение различные силы, такие, как а) разность плотностей кристалла и жидкости, приводящая к конвективному тепло- и массопереносу, сопровождающему продвижение фазовой границы в жидкость б) неодинаковая плотность самой жидкости, порожденная градиентами температуры и концентрации, которая в поле тяжести приводит в свою очередь к возникновению естественного конвекционного потока в) принудительная конвекция, когда перемешиванием жидкости создается поток, омывающий кристалл. [c.510]

Задача установления истинного порядка реакций углерода с газами осложняется, если на скорость газификации влияет торможение продуктами реакции и скорость переноса реагирующих веществ к поверхности твердого тела. Торможение продуктами реакции может приводить к более низким порядкам реакции, в то время как торможение, обусловленное переносом, повышает или понижает кажущийся порядок в зависимости от истинного порядка реакции и природы фактора, регулирующего процесс переноса вещества. В разделах V и VI эти усложняющие факторы будут обсуждены более подробно. Остальная часть этого раздела посвящена исследованиям порядка реакций углерода с газами. [c.174]

Как и теплопередача, массопередача является сложным процессом, который включает в себя перенос вещества в пределах одной фазы, перенос через поверхность раздела фаз и перенос его в пределах другой фазы, причем массопередача обычно происходит через границу раздела соприкасающихся фаз, а при теплопередаче теплом обмениваются среды, как правило, разделенные твердой перегородкой. [c.47]

Подобно теплопередаче массопередача представляет собой сложный процесс, включающий перенос вещества (массы) в пределах одной фазы, перенос через поверхность раздела фаз и его перенос в пределах другой фазы. Как известно, при теплопередаче обменивающиеся теплом среды в большинстве случаев разделены твердой стенкой, в то время как массопередача происходит обычно через границу раздела соприкасающихся фаз. [c.404]

Подвод реагирующих компонентов в зону реакции совершается путем молекулярной диффузии или конвекции. При интенсивном перемешивании комионентов конвективный перенос называют турбулентной диффузией. В многофазных процессах подвод реагентов в зону реакции связан с переходом вещества из одной фазы в другую, например при плавлении твердых веществ или растворении их в жидкости. Такие процессы, в которых совершается переход вещества пз одной фазы в другую через поверхность раздела фаз, называются массопере-дачей. / [c.89]

Здесь уместно отметить, что с рассмотренной точки зрения диффузионная массопередача происходит так, как будто сонротивление диффузии сосредоточено по обеим сторонам поверхности раздела сред в двух тончайших пограничных слоях. В действительности, конечно, перенос вещества управляется значительно более сложными законами. Тем не менее указанная теория оказалась весьма удобной, ибо расчеты, проведенные по уравнениям, полученным па основе этой теории, дают результаты, близкие к практически проверенным значениям. Чем интенсивнее турбулентность взаимодействующих фаз, тем более оказывается близкой к действительности картина процесса, основанная на данной теории. [c.76]

Для гетерогенных систем скорость переноса вещества между фазами (и на поверхностях раздела фаз) во многих случаях определяет величину суммарной скорости реакции и, следовательно, условия контактирования реагентов, находящихся в разных фазах. [c.30]

Слои адсорбированных инородных молекул могут воздействовать на перенос молекул газа (пара) через поверхность раздела и способствовать возникновению поверхностного сопротивления. Например, монослои некоторых веществ подавляют испарение воды с поверхности . Подобные эффекты вряд ли могут оказывать серьезное влияние на характеристики промышленных или экспериментальных аппаратов, в которых происходит постоянное обновление поверхности, так как для создания адсорбционных слоев требуется заметное время. Однако в определенных условиях поверхностно-активные вещества могут снижать скорость абсорбции, подавляя свободное движение поверхности жидкости. [c.75]

Основной областью применения газожидкостного псевдоожижения, по-видимому, являются процессы гетерогенного катализа с жидкими и газообразными компонентами в различных сочетаниях. Одной из определяющих стадий таких процессов является перенос вещества через поверхность раздела газовой и жидкой фаз. [c.672]

Если вещество г переносится из фазы / в фазу I путем диффузии, то принимается, что у поверхности раздела фаз существует тонкая неподвижная пленка толщиной б (ламинарный подслой), через которую идет диффузия. Концентрацию г в фазах ] и I у границ слоя) обозначим соответственно Сц и Сц. Тогда получим [c.62]

Отличительной особенностью коррозионных процессов является их сложность и многостадийность. Обычно коррозионный процесс состоит по меньшей мере из трех основных стадий 1) переноса реагирующих веществ к поверхности раздела фаз — к реакционной зоне 2) собственно гетерогенной реакции 3) отвода продуктов реакции из реакционной зоны. Каждая из этих основных стадий может в свою очередь состоять из элементарных стадий, протекающих последовательно и параллельно. [c.11]

Число возможных режимов работы ячейки при заданных определяющих параметрах и условиях Т ,. равно числу решений нелинейной системы алгебраических уравнений (VI.136), (VI.137). Эти уравнения формально эквивалентны хорошо исследованным уравнениям процесса на равнодоступной поверхности изолированного зерна (см. раздел 111.3), отличаясь от них только заменой истинных коэффициентов тепло- и массопередачи а и р на эффективные (меньшие) величины а и р. Скорость переноса вещества к поверхности ячейки меньше, чем скорость подачи вещества к равнодоступной поверхности изолированного зерна, так что переход ячейки от кинетического к диффузионному режиму должен происходить при больших числах Ке или меньших температурах потока. [c.250]

В общем случае коэффициенты массоотдачи являются функцией двух групп факторов. Во-первых, они зависят от факторов, определяющих диффузионный перенос вещества к границе раздела фаз, и, во-вторых, от гидродинамического состояния межфазной поверхности. Очевидно, гидродинамические факторы будут оказывать влияние, аналогичное влиянию в бинарных системах, однако в многокомпонентных смесях диффузия имеет ряд специфических особенностей [64—661. Правда, в работах [67, 681 обращается внимание на различие в оценке глубины проницания (толщины пленки) по теории проницания для бинарной и многокомпонентной систем. В последнем случае речь идет уже о матрице глубин проницания, физический смысл которой в общем случае (при наличии перекрестных эффектов в матрице коэффициентов диффузии) не интерпретируется. Отмечено также [681, что КПД зависит от поверхностного натяжения компонентов. [c.345]

Рассматривая совместно уравнения диффузии для газовых и жидкостных систем и материального баланса, можно получить математическое описание массопередачи в многокомпонентных двухфазных системах. При этом следует учитывать состояние поверхности раздела фаз, определяемое гидродинамическими условиями взаимодействия потоков и их физическими свойствами. Если предположить, что на поверхности раздела фаз существуют ламинарные пленки, а в ядре потоков — развитый турбулентный режим, то основное сопротивление массопередаче будут оказывать диффузионные сопротивления жидкой и газовой пленок, находящихся на границе раздела фаз. В пределах каждой из этих пленок для описания диффузионного переноса вещества могут быть использованы уравнения (П1, 87), (П1, 94), определяющие диффузионный транспорт компонентов для каждой из фаз. [c.215]

Соотношения для движущих сил массопереноса вещества внутри сплошной (несущей) фазы (1.169) (прямой эффект) и через границу раздела фаз (1.198) существенно отличаются друг от друга. Достаточно сказать, что соотношение (1.198) не содержит перекрестных эффектов, а является прямым эффектом в общем потоке переноса массы через поверхность раздела фаз, в то время как наличие градиента температур в сплошной фазе служит появлению перекрестного эффекта в потоке массопереноса внутри сплошной фазы (1.181). [c.68]

Если реакция гидридного переноса заключается в бимолекулярном взаимодействии карбкатиона и донора гидрид-ионов, одним из путей ее ускорения может явиться дестабилизация карбкатиона. В случае реакций, протекающих на поверхности раздела фаз, принципиально это может быть достигнуто с помощью катионоактивных веществ. В случае же реакций, идущих в кислотной фазе, добавка объемистых карбкатионов может также понизить стабильность промежуточных катионов. В идеальном случае объемистый катион должен одновременно обладать способностью принимать гидрид-ионы от парафинов и затем передавать их другим катионам кислотной системы, т. е. выполнять роль, которую приписывают иногда темному остатку [126, 13]. В настоящем разделе рассматривается использование трифенилметильных катионов для регулирования скорости гидридного переноса. [c.23]

Модель реакции алкилирования, разработанная в настоящей статье (рис. 18), предполагает протекание процесса как в кислотной фазе, так и на поверхности раздела кислота/углеводород. Образование триметилпентанов и других октанов протекает преимущественно на поверхности раздела фаз. Добавка катионоактивных азотсодержащих веществ снижает стабильность промежуточно образующихся карбоний-ионов, ускоряя отрыв гидрид-ио- нов от молекулы изобутана или других потенциальных доноров гидрид-ионов. Ускорение гидридного переноса способствует более быстрому насыщению карбоний-ионов на поверхности раздела фаз, ведущему к образованию целевого алкилата, и соответственно замедляет протекание полимеризации и других побочных реакций. Вполне вероятно также, что поверхностно-активные вещества физически отделяют карбоний-ионы один от другого на поверхностной пленке, препятствуя полимеризации карбоний-иона и олефина. В такой пленке концентрация карбоний-ионов должна быть ниже, чем без добавки, и эффект действия масс тоже будет направ- [c.31]

Пограничный слой является областью резкого изменения концентрации распределяемого вещества. Перенос вещества в пограничном слое осуществляется путем конвективной и молекулярной диффузии, причем по мере приближения к поверхности раздела фаз происходит затухание конвективных потоков и возрастает роль молекулярной диффузии. [c.574]

Диффузионный перенос вещества из одной фазы в другую происходит через поверхность раздела, образующуюся в месте соприкосновения обеих фаз. Считается, что по ту и другую стороны поверхности раздела образуются тонкие пограничные диффузионные слои, в которых наблюдается резкое изменение концентрации. Движение жидкости внутри пограничного слоя носит ламинарный характер, причем скорость движения возрастает линейно с увеличением расстояния от поверхности раздела. В массе газа или жидкости движение носит турбулентный характер. Здесь преобладает более быстрый процесс конвективной диффузии, что приводит к выравниванию концентраций в направлении, поперечном к иоверхности раздела фаз. Таким образом, в разных зонах той или другой фазы действуют различные механизмы переноса в зависимости от гидродинамических условий. [c.262]

Процесс спекания можно определить как самопроизвольный процесс ликвидации дефектов и заполнения пор, протекающий в порошках и пористых телах. Главная движущая сила этого процесса — избыточная поверхностная энергия. Спекание начинается при небольших температурах со стадии протекания химических реакций на поверхностях и границах раздела твердофазных реакций. У металлических порошков обычно происходит восстановление оксидных пленок, что обеспечивает непосредственный контакт между частицами металла. С повышением температуры увеличивается давление паров вещества, которые конденсируются в соответствии с уравнением Кельвина в зонах контактов частиц, где имеется отрицательная кривизна поверхности. Скорость переноса вещества в этом случае определяется различными видами диффузии, характерными для пористых тел. [c.390]

Пренмуществеииое влияние того или иного механизма определяет ся гидродинамической обстановкой процесса. Механизм переноса в пре делах каждой фазы непосредственно связан с гидродинамикой одно фазного потока, механизм же переноса через поверхность раздела фаз — с гидродинамикой двухфазного потока. Поэтому прн макропереносе вещества важное значение приобретает вихревое движение жидкости, так как вихри являются переносчиками энергии и вещества в потоке. Анализ вихревого движения жидкости объясняет механизм перемещения частиц и многие факты, наблюдаемые в процессах переноса массы. [c.90]

Прл абсорбции жидкая и газообразная фазы движутся с некоторой скоростью относительно друг друга н разделены подвижной поверхностью раздела. Массоиередача, т. е. переход вещества из одной фазы в другую, состоит, нз трех процессов ]) массоотдачи из газовой фазы к поверхности раздела фаз 2) преодоления сопротивления переносу через поверхность раздела 3) массоотдачи от иоверхности раздела к основной массе жидкой фазы. Процессы массоотдачи очень тесно связаны со структурой потоков в каждой фазе н поэтому очень сложны для анализа. Сопротивление переходу вещества через границу раздела в большинстве практических случаев сравнительно невелико, и в расчет обычно не принимается. [c.137]

Процесс переноса веществ из одной фазы в другую моншо представить следующим образом (рис. III-7). Пусть концентрация легколетучего компонента в жидкой фазе выше равновесной и вещество переходит из этой фазы в паровую фазу. Распределяемый компонент путем конвективной (турбулентной) диффузии переносится к поверхности раздела фаз и далее от нее вглубь паровой фазы. Вблизи поверхности раздела фаз существует пограничный слой, в котором происходит резкое изменение концентрацпи распределяемого вещества. В этом слое в результате действия спл трения и сил поверхностного натял<ения происходит затухание турбулентных пульсаций п основную роль в транспорте вещества начинает играть молекулярная диффузия. При установившемся процессе на границе раздела фаз наблюдается равновесие (концентрации и являются равновесными). [c.91]

Перенос вещества между фазами на колпачковой тарелке протекает согласно законам массопередачи. К. п. д., определенный для данных условий, является функцией сопротивления массопереносу между паровой фазой и поверхностью раздела и сопротивления переносу между поверхностью раздела и жидкой фазой. Установленочто эти факторы влияют на точечный к. п. д. 1. п следующим образом [c.375]

Энергия активации для самодиффузии воды составляет 16,7—20,9 кДж/моль, в то время как Еа для диффузии воды через взрослую человеческую красную кровяную клетку (ККК) равна 25,1, а через липосомы яйцеклетки (фосфатидилхолина) (ФХ)—33,5—37,7 кДж/моль [7]. Таким образом, стадией, лимитирующей скорость переноса воды через биомембраны, является не только самодиффузия. Пассивная проницаемость растворимых неэлектролитов, содержащих частицы малых размеров, включает ряд последовательных стадий перенос через поверхность раздела, дегидратацию растворенного вещества и диффузию через углеводородные цепи. Ацильные цепи образуют свернутые конформации и создают свободный объем, в котором могут размещаться растворенные вещества. От поверхности мембраны к ее центру полярность уменьшается, а подвижность возрастает. Коэффициенты проницаемости для ионов и гидрофильных растворенных веществ через биомембраны намного ниже, чем для воды или неэлектролитов с малыми частицами. Это обусловлено большим значением Д/- (ж 167 кДж/моль), требуемым для переноса иона из водного раствора с диэлектри- [c.327]

Особенности первоначальных теорий таковы. Кишиневский [16, 17] предполагает, что перенос вещества осуществляется, главным образом, массовым потоком (т. е. турбулентной диффузией) и считает коэффициент турбулентной диффузии Dt не зависящим от расстояния у до границы раздела фаз. Это равносильно допущению, что поверхность раздела фаз не гасит турбулентность. Между тем это не так. В случае твердой поверхности раздела гашение хорошо -изучено и известна зависимость Dt(y). Для границ жидкость — жидкость и жидкость — газ поверхностное натяжейие, как правило, также обеспечивае.т доста- точную прочность поверхности. Поэтому и для этих систем предположение о независимости коэффициента турбулентной диффузии от расстояния, безусловно, неправильно. Коэффициент же массопередачн оказывается чувствительным к закону изменения Dt(y) [см. ниже уравнение (16.8)]. [c.173]

Массообмен. Перенос массы в направлении поверхности соприкосновения фаз может происходить в результате молекулярной диффузии и конвекции, вызва.нной гидростатическими силами, течением потока или использованием перемешивающих устройств. Отдельный случай представляет собой движение турбулентного потока, в котором можно различить две зоны ламинарную (слой около поверхности соприкосновения фаз — пограничный слой) и турбулентную (в глубине фазы — ядро потока). В ламинарном слое вещество переносится главным образом молекулярной диффузией, а в турбулентной зоне в основном вследствие завихрений и флуктуаций локальной скорости движения потока. Считая, что в турбулентной зоне концентрация практически выравнивается, перенос массы в такой системе можно представить как молекулярную диффузию через пограничный ламинарный слой с эффективной (приведенной) толщиной. Перенос вещества до границы раздела фаз называется массоотдачей. [c.244]

Результаты анализа движения газа в газовой пробке и вокруг нее в случае поршневого слоя были использованы с целью. определения конвективной и диффузионной составляющих процесса переноса по обе стороцы поверхности раздела между обла ком и непрерывной фазой. Скорость переноса диффундирующего вещества от этой поверхности раздела к непрерывной фазе [c.291]

В литературе приводится обзор исследований кинетики реакций в системах газ — жидкость — твердая частица, выполненных с целью выявления лимитирующих стадий процесса. По утверждению некоторых авторов, в отдельных процессах лимитирующей стадией может явиться перенос вещества через поверхность раздела газовой и жидкой фаз. Примерами могут служить процессы Фишера — Тропша и гидрирования окиси углерода в метан на суспензированном катализаторе, а также гидрирование а-ме-тилстирола, этилена и циклогексена При изучении этих процессов, был сделан общий вывод о том, что в рассматриваемых трехфазных системах скорость процесса в целом лимитируется [c.672]

В гл. 11 рассматривался механизм лшссонереиоса через сферическую поверхность раздела фаз. Отличительной чертой распылительных и барботажных колопи является наличие стесненного потока дисперсной фазы, когда перенос вещества или энергии осуществляется между сплошной фазой и нолидисиерсной системой капель или пузырей. [c.246]

Другой характерный параметр процесса — число Био — определяет соотношение между внешнедиффузионным и внутридиффузион-ным сопротивлением. При В1 1 основные транспортные затруднения должны быть связаны с диффузией в порах катализатора, а при В1 1 — с переносом вещества из ядра потока к внешней поверхности частицы. Последний случай практически нереален. Действительно, учитывая, что р = DJЬ (см. раздел П1.1), имеем [c.107]

После контакта двух фаз происходит адсорбция распределяемого вещества на поверхности раздела фаз. В то же время изменяются концентрации вблизи границы раздела фаз, так что первоначальная однородность слоев нарушается. Скорость адсорбции уменьшается и количество адсорбированного вещества становится приблизительно постоянным. Это состоя1ше обычно достигается очень быстро. Процесс переноса вещества подразделяется на две стадии. Первая стадия, когда скорость адсорбции велика, называется адсорбционной стадией вторая, когда скорость адсорбции близка к нулю,— переходной стадией . Первая стадия заканчивается очень быстро, в то время как вторая длится до установления равновесия мел<ду слоями. [c.243]

В промышленности используют два типа скелетных никелевых катализаторов — катализатор Бага [193] и никель Ренея [194]. Оба получают из сплава N1 с А1, однако, если никель Ренея представляет собой мелкодисперсный порошок, состоящий из чистого никеля, то катализатор Бага — кусочки никель-алюминиевого сплава (65—75% N1 и 35—25% А1). Исходные сплавы получают чаще всего пирометаллургическими способами — сплавлением компонентов или алюмотермией. В последнее время используют методы порошкообразной металлургии — спекание предварительно спрессованных смесей никелевых и алюминиевых порошков в восстановительной или инертной атмосфере при 660—700 °С. Реакции между двумя твердыми телами с образованием новой твердой фазы включают процесс диффузии, поскольку реагирующие вещества разделяются образующимся продуктом реакции [174]. Реагирующие вещества сохраняют постоянную активность с обеих сторон реакционной поверхности раздела фаз, в связи с чем скорость переноса материала определяется скоростью нарастания толщины диффузионного слоя продукта и выражается формулой [c.166]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология