Диффузия смеси газов и паров

Исследование газопроницаемости пленок полимеров, находящихся в равновесии с сорбированными парами, показало, что при сорбции паров СеНи и U полиэтиленом низкой плотности наблюдается значительное повышение проницаемости полиэтиленовых пленок по отношению к азоту и кислороду . При этом значение коэффициентов газопроницаемости Р полиэтилена линейно возрастает с увеличением весовой концентрации сорбированного гексана, а значение энергии активации Ер остается приблизительно постоянным. Изменение значений Р обусловлено ростом коэффициента диффузии D, в то время как коэффициент растворимости газов а при сорбции пленкой органических растворителей существенно не изменяется. В системе гидрат целлюлозы — вода значение Р для О2 и N2 и в особенности для СО2 быстро возрастает с увеличением относительного давления паров воды. График зависимости Р для Oj от весовой концентрации воды в гидрате целлюлозы имеет два линейных отрезка, пересекающиеся в точке, отвечающей относительной влажности, равной 74%. На значения Р полиэтилена для О2, N2, СО2 относительная влажность газов не влияет. Предполагается, что сорбция паров воды не влияет на содержание кристаллической части и набухание происходит только в аморфных областях полимеров. Газопроницаемость смеси газов часто зависит от высокой растворимости одного из входящих в смесь газов. Так, исследование полиэтилена по отношению к смеси этана с бутаном показало что проницаемость смеси увеличивается с ростом концентрации бутана по сравнению с расчетной (по исходным коэффициентам Р) [c.172]

Диффузия в потоке паров. Диффузия в потоке паров является вариантом газовой диффузии. В этом случае происходит диффузия легкого и тяжелого изотопов с различной скоростью через поток паров, разделяющих два пространства. На рис. 16.3 изображена схема прибора для разделения. Пары ртути поступают из трубки В в трубку С, а через трубку А входит разделяемая смесь газов. Легкий изотоп концентрируется в парах ртути и уносится вместе с ними в предыдущую ячейку разделения, а тяжелый изотоп — через трубку D в следующую ячейку. [c.449]

Диффузионные методы разделения существенно отличаются от дистилляции или изотопного обмена. Для того чтобы обеспечить концентрационный напор, необходимый для осуществления разделения, в диффузионных методах используются необратимые тепловой или материальный потоки. Например, при масс-диффузии легко конденсирующийся пар вводится необратимо в смесь газов, подлежащую разделению. Если компоненты смеси имеют различные коэффициенты диффузии в паре, то один из них, с меньшим коэффициентом диффузии, будет концентрироваться в направлении потока пара. При газовой диффузии смесь, подлежащая разделению, проходит необратимо через пористую перегородку или мембрану с отверстиями, меньшими по размеру, чем средняя длина свободного пробега молекул смеси газа. В этих условиях отношение потока легкого компонента к потоку тяжелого несколько больше отношения количеств этих компонентов в исходной смеси, т. е. имеет место частичное разделение. Аналогично, при термодиффузии устанавливается необратимый поток тепла от горячей к холодной стенке колонны, содержащий разделяемую смесь. Это вызывает диффузию одного из компонентов смеси к холодной стенке колонны и частичное разделение. [c.475]

Диффузия газов. Если в объеме находятся различные газы, то вследствие беспорядочного теплового движения молекул газы будут проникать друг в друга до тех пор, пока во всем объеме не создастся однородная смесь различных компонентов. Скорость процесса диффузии зависит от взаимных столкновений молекул, а следовательно, от давления в рассматриваемом объеме, а также от температуры газа, так как ею определяется кинетическая энергия движения молекул газа. Чем выше давление газа, тем меньше средняя длина свободного пробега молекул и тем медленнее протекает процесс взаимной диффузии. В случае высокого вакуума, когда число столкновений молекул газа между собой значительно уменьшается, диффузия происходит почти мгновенно, так как молекула любого компонента может сразу попадать в самые отдаленные части объема. В вакуумной технике принцип диффузии нашел применение в пароструйных диффузионных насосах, в которых откачка газа может происходить за счет диффузии откачиваемого газа в струю пара рабочей жидкости. [c.30]

Процессы переноса в газах. Если в объеме находятся различные газы, то вследствие беспорядочного теплового движения и столкновений молекул газов во всем объеме создается однородная смесь различных компонентов, т., е. происходит диффузия. Скорость диффузии зависит от столкновений молекул, а следовательно, от давления в рассматриваемом объеме и от температуры газа, так как ею определяется кинетическая энергия движения молекул газа. В вакуумной технике на принципе диффузии основана работа пароструйных диффузионных насосов, в которых откачка газа происходит в результате диффузии откачиваемого газа в струю пара рабочей жидкости. [c.19]

Нефтезаводские газы, подлежащие разделению, представляют собой смесь углеводородов с водородом. Основные физические константы водорода и газообразных углеводородов приведены в табл. 12. Водород из этих газов вьщеляют методами глубокого охлаждения, абсорбцией, адсорбцией, диффузией через мембраны с избирательной проницаемостью для водорода. Метод глубокого охлаждения нашел промышленное применение для выделения Нз из водородсодержащих газов. Для получения водорода высокой степени чистоты используют метод короткоцикловой адсорбции на цеолитах. Водород очень высокой степени чистоты в небольших количествах получают диффузией через мембраны из сплавов палладия, проницаемых для водорода, но непроницаемых для других газов и паров. Разрабатываются и полимерные мембраны, обладающие аналогичными свойствами, Метод абсорбции углеводородами с последующей ректификацией, особенно при пониженной температуре, может быть также использован для концентрирования водорода. Этот процесс имеет место в системах гидроочистки (см, стр, 20). [c.42]

Рассмотрим, например, поровый канал, частично насыщенный водой, над поверхностью мениска которой находится парогазовая смесь. Предположим, что давление в парогазовой смеси постоянно. При этом в результате описанного выще явления взаимной диффузии водяной пар диффундирует от поверхности мениска в газ и одновременно газ диффундирует в обратном направлении к поверхности мениска. Если водяной пар свободно диффундирует в окружающий газ, то для последнего поверхность мениска жидкости является непроницаемой преградой, что увеличивает количество газа у поверхности мениска. Поскольку общее давление па- [c.146]

Примером гомогенного горения в диффузионной ляется горение жидкости со свободной поверхности газа, выходящего из трубы. В этих случаях смесь паров и газов с воздухом образуется во время горения в результате диффузии кислорода к горючим парам и газам (рис. 7). [c.47]

Под бинарной подразумевается смесь, состоящая только из двух компонентов, которые мы будем обозначать индексами 1 и 2, оставляя индекс О по-прежнему для тепловых величин. Заметим, что все результаты, относящиеся к бинарной смеси, полностью сохраняют силу и для таких смесей сколь угодно сложного состава, где все компоненты, кроме одного, находятся в постоянном соотношении, — все они тогда могут считаться за второй компонент. Так обстоит, например, дело при диффузии газов или паров в воздух. [c.177]

Очистка газообразных органических веществ производится главным образом путем вымораживания, фракционированного испарения смесей при низких температурах, а также при помощи целого ряда химических операций, позволяющих связать имеющиеся в газообразном веществе примеси. Большие успехи достигнуты в области разделения газов хроматографическим методом. Благодаря большей скорости диффузии газов по сравнению с жидкостями скорость пропускания разделяемого газа через колонку и размеры гранул адсорбента могут быть значительно увеличены. При хроматографическом разделении газов используется также сильная температурная зависимость адсорбции. Иногда весь процесс ведут при низкой температуре, иногда — при высокой, а в ряде случаев выгодно вводить газовую смесь в охлажденную колонку, а затем вытеснять компоненты, постепенно повышая температуру. В последнее время все большее значение приобретает газо-жидкостная, или газовая, хроматография, отличающаяся тбм, что в колонку вместо твердого адсорбента помещается пористый материал, пропитанный высо-кокипящей жидкостью. Разделяемые вещества (газы или жидкости в испаренном виде) пропускают через такую колонку в токе инертного газа (N2, Нг, Не). Пары разных веществ задерживаются жидкой фазой по-разному, а потому выходят из колонки через разные промежутки времени. [c.35]

Наибольшее влияние на изменения пределов воспламенения оказывают примеси инертных газов и паров, температура и давление смеси, диффузия газов, размер сосуда, в котором происходит воспламенение, и мощность импульса. Например, добавление в смесь азота или двуокиси углерода значительно понижает ее способность к воспламенению, сужая диапазон воспламенения. [c.241]

Каскад ступеней масс-диффузии. При разделении изотопов степень разделения, достигаемая в одной ступени масс-диффузии, настолько мала, что для получения практического разделения необходимо использовать противоточный каскад ступеней. На рис. 12. 2 показан каскад ступеней масс-диффузии в качестве разделительного газа служит водяной пар. Газовая смесь вводится в каждую ступень с помощью циркуляционного насоса и частично разделяется в ступени по описанному выше способу. После конденсации водяного пара и удаления воды из легкой и тяжелой фракций, оставляющих ступень, легкая фракция направляется на следующую ступень в сторону головы каскада, а тяжелая — возвращается в предыдущую ступень, т. е. в сторону куба каскада. Для того чтобы получить оба компонента в относительно чистом состоянии, необходим каскад с секцией обогащения и извлечения. [c.478]

Используется также диффузия разделяемой смеси в к.-л. постороннем газе (или лучше в паре), к-рый легко потом отделить от смеси конденсацией. Смесь подается в струю пара, и часть ее с большим содержанием легкого компонента диффундирует против потока пара. [c.99]

При охлаждении паро-газовой смеси, турбулентно движущейся вдоль более холодной поверхности, происходит молекулярная диффузия пара к этой поверхности через прилегающий к ней пограничный слой газа, а затем конденсация пара на поверхности одновременно паро-газовая смесь охлаждается за счет молекулярной теплопроводности. Выравнивание концентрации и температуры в турбулентном ядре потока происходит за счет [c.141]

При охлаждении паро-газовой смеси, турбулентно движущейся вдоль более холодной поверхности, происходит молекулярная диффузия пара к этой поверхности через прилегающий к ней пограничный слой газа, а затем конденсация пара на поверхности (массоотдача). Одновременно паро-газовая смесь охлаждается за счет молекулярной теплопроводности (теплоотдача). Выравнивание концентрации и температуры в турбулентном ядре потока происходит вследствие турбулентного перемешивания. Таким образом, в рассматриваемом случае процессы осуществляются как за счет турбулентной, так и молекулярной диффузии и теплопроводности. [c.149]

Одним из важных потребителей аргона является электроламповая промышленность. Лампы накаливания, наполненные аргоном, имеют повышенный срок службы и светоотдачу, так как высокая плотность аргона препятствует диффузии молекул вольфрамовой нити и "помутнению колб, а малая теплопроводность позволяет повысить температуру накала нити вследствие уменьшения тепловых потерь. Для заполнения газоразрядных источников света используют смесь паров ртути с аргоном или аргона с криптоном. Инертные газы облегчают зажигание и предохраняют катоды ламп от разрушения. В газоразрядных лампах используется излучение дугового разряда в аргоне, криптоне и ксеноне. [c.175]

Коррозия железа в начальной стадии процесса протекает быстро, но затем замедляется из-за образования оксидной пленки на поверхности железа. Дальнейшая реакция происходит путем диффузии ионов железа через оксидную защитную пленку [6]. Нами была проведена серия опытов для установления влияния сульфатов и хлоридов на защитную пленку. Мы нагревали смесь окиси железа (Ш) и сульфата калия в течение одного часа в смеси газов, которые образовались при реакции сульфида железа (П) с кислородом воздуха (или при реакции смеси сульфида железа (П) и хлорида калия с кислородом и водяными парами воздуха). Количество окиси железа и сульфата калия были взяты соответственно весовому соотношению в реакции [c.154]

Теперь не только лаборатории, но и отдельные отрасли техники предъявляют спрос на индивидуальные стабильные изотопы инертных газов. Их выделяют из природных смесей методами термической диффузии и сквозь пористые перегородки. Хорошо идет разделение смесей изотопов в диффузионном насосе с помощью паров ртути, играющих роль своеобразной пористой перегородки (масс-диффузия). Как видно из рис. 11, разделяемая смесь поступает в сопло через трубку 1 и диффундирует сквозь пары ртути, выходящие из трубки 2. Пары увлекают легкий изотоп и вообще любую легкую фракцию газовой смеси в трубку 3 и далее в предыдущую ячейку. Тяжелый остаток через трубку 4 поступает в следующую ячейку, где подвергается вторичному фракционированию. Изобретатель этого способа Герц впервые применил его для разделения изотопов неона. Разделяющим агентом могут служить пары воды и других веществ, которые легко отделяются от смеси и имеют высокий коэффициент диффузии. [c.112]

Конденсация пара в присутствии неконденсирующихся газов. Если смесь конденсирующегося пара и несжимаемого в данных условиях газа привести в соприкосновение с поверхностью, температура которой ниже точки росы для данной смеси, то часть пара сконденсируется. При отсутствии явления капельной конденсации на охлаждающих поверхностях образуется сплошной слой конденсата, а непосредственно над слоем конденсата образуется слой смеси неконденси-рующегося газа и пара, причем концентрация пара в этом слое ниже, чем в основной массе смеси. Как указывает Льюис, благодаря разности парциальных упругостей пара в смеси и у поверхности пленки конденсата пар диффундирует из ядра потока через газовый слой к пленке конденсата и конденсируется на поверхности пленки. Таким образом, теплота конденсации и теплота перегрева переносится через слой кон денсата. Однако теплота конденсации не переносится через пленку газа (это возможно лишь при особых условиях, когда вследствие низкой температуры охлаждающей поверхности паро-газовая смесь охлаждается ниже точки росы еще в газовом слое, где и выделяется тогда теплота конденсации). По мере того как основная масса смеси проходит около холодной поверхности, смесь охлаждается, а выделяющаяся при этом теплота перегрева передается через слой газа, а затем, путем теплопроводности, через слой конденсата к стенке. Следовательно, скорость конденсации пара зависит от скорости его диффузии через пленку не-конденсирующегося газа и подчиняется законам диффузии, тогда как перенос теплоты перегрева подчиняется обычным законам теплопередачи. [c.211]

Если имеется газовая смесь и жидкость-поглотитель, то на границе их соприкосновения, где жидкость растворяет и поглощает газ (или пар), остается газовая пленка из его нерастворен-ной части. Дальнейший переход растворяемого компонента в жидкость будет происходить по мере его перемещения из общей массы газовой смеси в пограничную пленку, за счет диффузии, которая для газовой среды обусловливается разностью парциальных давлений растворяемого компонента в газовой смеои и в пограничном слое. С другой стороны, Ж)ИД К0сть в пограничном слое по мере насыщения газом теряет свою поглотительную способность, которая восстанавливается 1по мере п ремещения поглощенного газа (пара) из пограничного слоя в глубину жидкости. Это явление, в свою очередь, будет зависеть от скорости диффузии, т. е. от разности концентраций газа в растворе на поверхности пленки и в глубине жидкости. Таким образом, пограничные пленки газа и жидкости являются основным сопротивлением при переходе газа из газовой фазы в жидкую и их следует рассматривать как два диффузионных сопротивления, действующих последовательно. [c.12]

В термодинамических системах мы часто встречаемся с такими различиями в степени устойчивости. Пусть в двух частях сосуда, разделенных перегородкой, находятся водород и кислород. Каждый из газов находится в равновесии, определяемом темперапурой и давлением. Пусть эти газы находятся при одинаковой температуре и одинаковом давлении. Если мы удалим разделяющую их перегородку, то возникнет самопроизвольно и необратимо протекающий процесс их взаимного смешения (взаимной диффузии). Когда газы полностью перемешаются, будет достигнуто новое состояние равновесия, так как смесь газов может сохраняться без изменения состояния любое время. Это состояние более устойчиво, чем предыдущее, так как обратный процесс — разделение газов — требует затраты работы извне. Но если мы внесем подходящий катализатор или же другими способами вызовем химическое взаимодействие газов, то газы прореагируют с образованием воды в виде водяных паров или жидкой воды, в вависимости от соотношения в температуре и давлении газов. Этот процесс совершается самопроизвольно (необходимость возбуждения его не меняет дела). Новое состояние равновесия является более устойчивым, чем предшествующие, состояния равновесия. Ему отвечает меньшее значение изохорного потенциала (изохорного. так как процессы протекали в замкнутом сосуде, т. е. при постоянном объеме). [c.167]

Механизм. Когда смесь конденсирующихся паров с неконден-сирующимся газом приводится в соприкосновение с поверхностью, температура которой ниже точки росы, происходит частичная конденсация. При отсутствии капельной конденсации на охлаждающей поверхности собирается слой конденсата, в непосредственном соседстве с. которым располагается пограничный слой смеси неконденсирующегося газа и пара концентрация пара в пограничном газовом слое ниже, чем в основной массе смеси. Как выяснил Льюис [68], вследствие раз1Ности парциальных давлений пара в основной массе смеси и на поверхности раздела газ — жидкая пленка, пар из основного объема диффундирует через газовый пограничный слой и превращается в жидкость на поверхность раздела. Таким образом, скрытая теплота конденсации и физическое тепло, теряемое паром, передаются через слой конденсата. Однако скрытое тепло не проходит через газовый пограничный слой в тех случаях, когда при очень холодной поверхности температура в газовом пограничном слое оказывается равной точке росы, вызывая его затуманивание . По мере протекания вдоль охлаждающей поверхности основная масса смеси остывает и физическое тепло путем конвекции и теплопроводности передается через газовый пограничный слой, откуда, пройдя через слой конденсата и металлическую стенку, передается охлаждающей среде. Таким образом, скорость конденсации обычно определяется законами диффузии пара через пограничный слой неконденсирующегося газа, тогда как перенос физического тепла происходит по обычным законам теплообмена — теплопроводностью и конвекцией. [c.481]

Напрммер, найдем массовую плотность потока водяного пара в смеси (50 об. %) с природным газом, содержащим 43,5 мол. %. азота. 44,5 мол. % мета на, 6,2 мол. % этана, 3,9 мол. % пропана и 1,9 мол. % бутана. Смесь находится в цилиндрическом элементе пласта радиусом /-=0,01 м и длиной /=1 м, пористостью т = 0,3. Пластовая температура 7 = 333 К. Коэффициент взаимной диффузии 0 = 0,25-10 м /с. [c.144]

На рис. 12 показан соста1В газа в диффузионном пламене водорода. Пробы для анализа были взяты по поперечному сечению пламени на трех различных расстояниях от устья горелки. Полученные данные дали возможность представить общую картину процессов диффузии в пламени (рис. 13). Молекулы горючего диффундируют из зоны паров и газов к зоне горения, где они встречаются с молекулами кислорода,, диффундирующими из окружающего воздуха. Молекулы горючего и кислорода фактически не проникают через зону горения. Продукты сгорания, образующиеся в зоне горения, диффундируют и внутрь и наружу пламени. Азот, диффундируя сквозь смесь продуктов сгорания совместно с кислородом, проникает через зону горения внутрь пламени. [c.50]

Масс-диффузия. И. р. основано на различии в скоростях диффузии изотопнозамещенных молекул газа в потоке вспомогат. разделительного пара. Вспомогат. пар должен обладать высоким коэф. диффузии в разделяемой смеси и легко отделяться от нее. Часто в качестве вспомогат. пара используют пары ртути. И. р. осуществляется либо в каскаде ступеней (на2. насосами), либо в противоточной колонне. Ступень однократного действия представляет собой цилиндр, внутри к-рого соосно размещена цилиндрич. диафрагма с отверстиями диаметром ок. 10 мк (рис. 4). По центр, каналу движется вспомогат. пар, по кольцевому зазору между каналом и стенкой цилиндра в противоположном направлении разделяемая смесь. Молекулы смеси диффундируют в отверстиях диафрагмы через встречный поток вспомогат. пара. Выходящая из центр, канала часть смеси, увлекаемая вспомогат. паром, обогащена легким изотопом, выходящая из кольцевого канала тяжелым. [c.200]

Нарушение термодиначоп. равновесия между жидкостью и паром, содержащимся в парогазовой смеси, объясняется скачком т-ры на границе раздела фаз. Однако обычно этим скачком можно пренебречь и принимать, что парциальное давление и концентрация пара у пов-сти раздела фаз соответствуют их значениям для насыщ. пара, имеющего т-ру пов-сти жидкости. Если жидкость и парогазовая смесь неподвижны и влияние своб. конвекции в них незначительно, удаление образовавшегося при И. пара от пов-сти жидкости в газовую среду происходит в осн. в результате мол. диффузии и появления вызываемого последней при полупроницаемой (непроницаемой для газа) пов-сти раздела фаз массового (т. наз. стефановского) потока парогазовой смеси, направленного от пов-сти жидкости в газовую среду (см. [c.275]

Парогазовая смесь щелочного металла с инертным газом, образующаяся путем диффузии молекул цезия в поток аргона в устройстве для подачи пара цезия в контур, поступала в теплообменник-конденсатор, где происходила поверхностная конденсация цезия на стенках трубки и объемная конденсация на центрах конденсации, имеющихся в потоке. Далее рабочий поток, содержащий субмикронные капли тумана, поступал через просвечивающее устройство в фильтрирующее устройство, состоящее из участков 6—8 контура. Фильтрующая пластина 6, выполненная из стеклянной пористой пластины № 1 диаметром 22.8 мм, толщиной 3 мм или из никелевой сетки диаметром 22.8 мм, толщиной 100 мкм, вставленная в латунную оправку и закрепленная в подводном и отводном конусах, представляла собой укрупнитель капель. [c.191]

Разделение жидкостей методом испарения через мембрану также основано на различной диффузионной проницаемости мембран для паров веществ. При этом движущей силой процесса, как правило, является перепад давлений или концентраций. Смесь жидкостей, находящуюся в контакте с мембраной, нагревают. Проникающие через мембрану пары отводят с помощью вакуумирования или потоком инертного газа. Выделяют [13] пять основных стадий процесса 1) перенос вещества из глубины жидкого потока к мембране 2) сорбцию вещества поверхностным слоем мембраны 3) диффузию вещества через мембрану 4) десорбцию вещества с противополо кной [c.16]

В зависимости от двойств горючей системы горение может быть гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении исходные вещества (горючее и окислитель) имеют одинаковое агрегатное состояние, например горение смеси газов с воздухом. При гетерогенном горении горючие вещества и окислитель находятся в разли -ных агрегатных состояниях, например горение жидких и твердых веществ. Гетерогенное горение поддерживается вследствие диффузии кислорода в зону реакции. При сгорании смеси горючих газов или паров с воздухом, подаваемых с определенной скоростью к зоне горения, образуется стационарное пламя, имеющее форму конуса, во внутренней части которого смесь подогревается до температуры воспламенения. В остальной части конуса происходит горение, характер которого зависит от состава смеси. [c.7]

Окись этилена при комнатной температуре — газ со слабым эфирным запахом, удельный вес при температуре 20° 0,8873 температура замерзания 112, точка кипения 10,7° пары б 1,52 раза тяжелее воздуха и хорошо растворяются во многих органических растворителях и воде. Обладает свойством быстрой диффузии в сухие материалы и легкой десорбцией. Концентрационная зона воспламенения паров в воздухе 75—1440 г на 1 м . При смешивании одной части окиси этилена с 8—10 частями (или при другом соотношении) углекислого газа теряет свойство воспламеняемости. Такая смесь называется карбоксид , Т-газ . Десорбция последнего из фумигируемого материала происходит легче. Окись этилена получается, в основном, взаимодействием едкого кали и эти-ленхлоргидрина [c.211]