Массопередача внешняя

При сушке кристаллических материалов происходит удаление поверхностной влаги, т. е. процесс протекает в первом периоде сушки, когда скорость процесса определяется только внешним диффузионным сопротивлением. При параллельном движении материала и сушильного агента температура влажного материала равна температуре мокрого термометра. В этом случае коэффициент массопередачи численно равен коэффициенту массоотдачи = Ро-Для барабанной сушилки коэффициент, массоотдачи может быть вычислен по эмпирическому уравнению [5] [c.165]

Применительно к процессам массопередачи внешними факторами, влияющими на равновесие системы, являются лишь температура и давление, поэтому п Ч и правило фаз принимает такой вид [c.451]

Теоретически определить толщину диффузионного слоя можно только при конкретных граничных условиях. При этом различают внешнюю массопередачу (внешняя задача), когда потоки обтекают растворяющиеся частицы, и внутреннюю массопередачу (внутренняя задача), когда вещество диффундирует внутрь капиллярно-пористого тела. [c.18]

Если даже внешняя массопередача протекает достаточно быстро, реагенты могут достигнуть активной поверхности, находящейся внутри пористой таблетки, только проделав длинный извилистый путь в норах катализатора. [c.121]

Внешняя массопередача определяет соотношение между концентрациями в ядре потока с. и с и концентрациями у внешней по- [c.127]

Хигби [227] усовершенствовал пленочную теорию, предложив модель массопередачи, согласно которой при обтекании газового пузыря набегающим потоком внешняя поверхность пленки приходит в соприкосновение со все новыми ненасыщенными участками потока. Поверхность как бы обновляется. Непрерывный процесс обновления Хигби заменил ступенчатым, назвав временной интервал между двумя последующими обновлениями временем обновления 1 . Для газового пузырька Хигби определил как время, в течение которого пузырек проходит расстояние, равное его диаметру. [c.173]

Упражнение VI.5. Покажите, что если реакция, адсорбция, десорбция п внешняя массопередача идут со сравнимыми скоростями, то квазигомогенная кинетическая зависимость имеет вид [c.130]

Мы уже убедились, что легче всего проводить исследование в тех случаях, когда одна из стадий протекает гораздо медленнее остальных и потому лимитирует скорость процесса. Однако мы рассматривали и случаи, когда две или больше стадий имеют сравнимые скорости. Так было в разделе VI.2, где учет взаимодействия стадий адсорбции, реакции и десорбции привел к кинетическому выражению (VI.20), и в упражнении VI.5, где было принято, что внешняя массопередача, адсорбция, десорбция и реакция идут со сравнимыми скоростями. Исследовали мы и взаимодействие процессов внутренней диффузии и реакции (раздел VI.4), получив наиболее простые результаты т] 1 и т) /2, в случае, когда одна из стадий была лимитирующей. [c.139]

Раздел VI.3. Многочисленные работы по внешней массопередаче обобщены в статье [c.147]

В действительности, однако, вопрос об устойчивости адиабатического слоя более сложен. Если он представляет собой неподвижный слой катализатора и существует заметное сопротивление внешней массопередаче к поверхности зерен катализатора, то возникают новые проблемы устойчивости, так как каждое зерно может работать в высокотемпературном или низкотемпературном режиме. При некоторых условиях стационарный режим слоя зависит от начального состояния при пуске реактора. Этот вопрос исследован Амундсоном и Лю (см. библиографию на стр. 252), но подробное его изложение выходит за рамки настоящей книги. [c.249]

Пользуясь формулами (III.36) — (III.38), не следует забывать, что они получены исходя из предположения о равнодоступности внешней поверхности частицы. При обтекании одиночной частицы потоком вещества это предположение явно несправедливо, так как условия массопередачи на участки передней и тыльной сторон частицы резко различны. Единственным строгим методом учета влияния внешней массопередачи на скорость гетерогенной реакции является, как отмечалось в разделе III. 1, решение уравнения (III.13). Неравнодоступность поверхности будет сказываться особенно сильно в сложных процессах, включающих последовательные реакции, приводя к уменьшению выхода промежуточного продукта. [c.112]

Будем полагать, что основные закономерности массообмена не нарушаются, когда перенос осложнен химической реакцией. В частности, для внешней задачи хемосорбции при больших значениях критерия Ре, как и в случае массопередачи, не осложненной химической реакцией, можно применять приближенные методы диффузионного пограничного слоя. [c.265]

Многочисленные исследования показали, что в различных случаях диффузии, протекающей в сопровождении химической реакции, коэффициент массопередачи во много раз превышает величину, полученную классическими методами. Это явление приписывается влиянию определенной поверхностной активности, проявляющейся на внешней поверхности. Установлено также увеличение коэффициента массопередачи в тех случаях, когда химическая реакция не протекала. [c.101]

Контроль внутренней и внешней массопередачами [c.65]

За поверхность массопередачи в процессах с твердой фазой принимают внешнюю поверхность частиц сорбента. Удельную поверхность контакта фаз рассчитывают по уравнению, аналогичному уравнению (П1.20) [c.65]

Суммарная скорость массопереноса может быть оценена коэффициентами массопередачи Ку или Кх (выраженными соответственно ио внешней или твердой фазам). Они определяются уравнениями [c.66]

Концентрация реагента в реакционной фазе с определяет при этом как бы неприкосновенный запас реагента. Стоит увеличить скорость реакции — и равновесие (1.3) нарушится. Реакция системы на внешнее воздействие направлена в сторону уменьшения эффекта этого воздействия. Чтобы массопередача могла обеспечить необходимый поток реагента в реакционную фазу, должна увеличиться разность гф — с. Изменение концентрации с будет происходить до тех пор, пока вновь не наступит равновесие [c.13]

Здесь С ф — концентрация вещества в плотной фазе Сг. п — концентрация вещества в газовом пузыре и р — объемный коэффициент массопередачи между фазами — коэффициент массопередачи к поверхности катализатора а и Сн — соответственно полная и внешняя удельная поверхность твердых частиц, отнесенная к единице объема всего слоя р — скорость образования данного вещества, отнесенная к единице поверхности катализатора С ат — двухмерная концентрация вещества на катализаторе кат — коэффициент перемешивания твердых частиц. [c.312]

Процесс высокотемпературного окисления металлов является более сложным, чем рассмотренный выше случай, так как может включать внутреннюю диффузию не только окислителя, но и металла, а иногда только металла, но указывает, как показала Л. П. Емельяненко, на неоправданность полного игнорирования внешней массопередачи (диффузии) окислителя. [c.68]

Опытные данные о влиянии скорости движения газовой среды на скорость окисления металлов (рис. 38, 39 и 96), согласно которым уже при небольших скоростях газового потока достигаются предельные значения скорости окисления металлов при данной температуре, указывают на то, что окисление металлов, дающих при окислении полупроводниковые окислы /7-типа, контролируется не только диффузией реагентов через окалину, но и переносом окислителя к поверхности раздела окалина — газ, т. е. внешней массопередачей (см. с. 65). Таким образом, увеличение скорости движения газовой среды в какой-то степени эквивалентно повышению парциального давления окислителя. [c.135]

Значительную переработку претерпела четвертая часть, где рассмотрены аппараты для проведения процессов массопередачи. При анализе работы аппаратов широко использован метод математического моделирования. Систематизированы математические модели различных типов аппаратов. Расширены вопросы, связанные с оформлением новых методов проведения процессов массопередачи насадочные эмульгационные колонны и аппараты с внешним подводом энергии. Заново представлены обш,ие закономерности гидродинамики барботажного слоя, влияние структуры потоков на эффективность тарельчатых колонн. Дана оценка эффективности массопередачи на тарелках прн разделении многокомпонентных смесей, систематизированы математические модели тарельчатых ректификационных колонн. [c.4]

Зависимость от скорости потока начинает проявляться по мере возрастания роли внешнедиффузионного торможения и становится максимальной во внешнедиффузионном режиме, где скорость реакции пропорциональна коэффициенту массопередачи к внешней поверхности зерна. [c.113]

Сопротивление массопередаче из ядра потока к внешней поверхности, как было показано в разделе П1.2, всегда мало по сравнению с внутридиффузионным сопротивлением и начинает играть заметную роль только в глубокой внутридиффузионной области протекания реакции. Поэтому граничные условия для уравнений (III.61), заданные на внешней поверхности частицы Г, можно записать в виде [c.121]

Сопротивление теплопередаче из ядра потока к внешней поверхности катализатора, как будет показано в разделе III.5, оказывает на скорость процесса гораздо большее влияние, чем внешнее сопротивление массопередаче. Мы пока не будем обсуждать этого вопроса и зададим граничное условие для температуры на внешней поверхности зерна в форме, не учитывающей внешнего теплового сопротивления [c.125]

Пользуясь уравнениями (III.107), (III.108) и граничными условиями (III.109), (III.110), можно получить оценку условий, при которых существует заметный перепад концентрации и температуры между поверхностью катализатора и внешней средой. Как было показано в разделе III.2, внешнее сопротивление массопередаче начинает сказываться только, когда реакция локализуется в тонком слое, толщина которого сравнима с толщиной диффузионного пограничного слоя б. Действительно, поскольку величина о является мерой проникновения реакции в глубь пористого катализатора, так что d /dx W о, из граничного условия (III.109) следует [c.132]

Здесь не учитывается сопротивление массопередаче из ядра потока к внешней поверхности катализатора, играющее заметную роль только на начальной стадии процесса. [c.147]

Здесь X — координата вдоль реактора 81 и Бз — доли сечения реактора, занимаемые газом и катализатором — линейные скорости потока в жидкости и газе О — эффективный коэффициент продольной диффузии в жидкой фазе Р1 — коэффициент массопередачи между фазами а — поверхность раздела фаз в единице объема реактора г[з — обратное значение коэффициента Генри — удельная внешняя поверхность катализатора в пересчете на единицу длины реактора и единицу сечения /) — эффективный коэффициент диффузии в капиллярах катализатора 5 — координата по радиусу зерна Р ц — внутренняя поверхность зерна катализатора р — скорость реакции по компоненту А в пересчете на единицу внутренней поверхности катализатора ус — стехиометрические коэффи- [c.302]

Основные уравнения. К описанию движущегося слоя полностью применима схема двухфазного потока, рассмотренная в разделе VII.7. Пассивной фазой является поток газа, а активной — газ, находящийся в порах твердых частиц и сорбированный на активной поверхности. Соответственно, эффективная константа скорости межфазной диффузии равна коэффициенту массопередачи р, умноженному на внешнюю поверхность единицы объема твердых частиц Он. Гидродинамический режим обеих фаз близок к идеальному вытеснению. Если адсорбция на поверхности твердых частиц следует закону Генри, уравнения баланса вещества в пассивной и активной фазах движущегося слоя записываются в виде [c.318]

Для практического осуществления адсорбционных процессов и в частности для хроматографического разделения смесей важное значение имеет степень размывания фронта концентраций (хроматографических полос). Как известно, это размывание может быть связано как с медленностью процессов массопередачи (внешней и внутренней диффузии), так и с продольным перемешиванием. Оценка относительной роли каждого из этих эффектов необходима для выбора оптимальных условий проведения процесса и рационального подбора адсорбента. Наиболее полно и правильно такая оценка может быть сделана на основании данных, характеризующих в отдельности различные виды массоперено-са в слое сорбента. До последнего времени исследовались, главным образом, процессы внешней и продольной диффузии. Накопленный к настоящему времени материал по внешней и продольной диффузии позволяет характеризовать различные системы, независимо от их конкретных свойств, так как установленные в этой области закономерности имеют общее значение [1]. В противоположность этому внутреннедиффузионная стадия процессов сорбции изучена совершенно недостаточно как в отношении обших закономерностей, характеризующих данный процесс, так и в отношении накопления конкретного экспериментального материала. Недостаток такого рода данных особенно ощущается в связи с тем, что внутреннедиффузионные процессы в последнее время приобретают все большее значение. Результаты исследования внутреннедиффузионной стадии кинетики вместе с полученными ранее данными по внешней и продольной диффузии позволят охарактеризовать весь процесс в целом и сформулировать требования к адсорбенту, важные как для выбора оптимальных условий проведения процессов разделения, так и для усовершенствования технологии получения сорбентов. [c.274]

На рис. 4.3 приведены зависимости Н от и для этих двух пористых полимеров. Для фторированных соединений на обоих адсорбентах кривые зависимости Н от и располагаются выше и наклон правой ветви для них больше, чем для соответствующих нефторированных углеводородов. Это, естественно, связано с меньшим значением коэффициента молекулярной диффузии фторированных соединений. Более интересно то, что для тонкопористого полимера хромосорба-102 размывание (величина Я) меньше и наклон правой ветви более пологий, чем для крупнопористого хромосорба-101. Вклад в общее размывание внешне-диффузионной массопередачи (внешней диффузии) на обоих адсорбентах для одних и тех же веществ должен быть одинаков, так как для обоих адсорбентов были выбраны одинаковые сферические частицы одной фракции, т. е. с одинаковыми размерами и формой зерен. Следовательно, обнаруженное различие в зависимостях Н от и можно полностью приписать различию в механизме внут-ридиффузионного массообмена. В условиях этих опытов длина свободного пробега молекул, оцененная приближенно [42], составляет величину порядка 100 нм. В связи с этим можно предположить, что на хромосорбе 101 перенос осуществляется за счет обычной диффузии, а на хромосорбе 102 — за счет кнудсеновской диффузии с более высокой скоростью [29]. [c.114]

Простейший способ продемонстрировать такой метод — это ограничиться рассмотрением только трех стадий процесса —3, 4 и 5. Этому случаю соответствует реакция на пепористом катализаторе в условиях, когда внешняя массопередача идет достаточно эффективно так что Ав А = в активные центры поверхности ката- [c.123]

Рассматривается конвективный массо- и теплоперенос при малых и средних значениях Ке для случаев обтекания частиц. Циркуляционное движение жидкости внутри капель играет существенную роль при расчете массопередачи в случае лимитирующего сопротивления дисперсной фазы. Для такого режима наблюдается нестационарный характер процесса массопередачи, что при больших значениях Ре приводит к зависимости критерия Шервуда или Нуссельта от критерия Фурье. Внешний массо- и теплообмен при больших Ре стационарен и описывается уравнениями диффузионного пограничного слоя. При исследовании решений этих уравнений показано, что для расчета величины массового потока достаточно знать распределение вихря по поверхности твердой сферы или касательной составляющей эрости по поверхности капли и газового пузырька. Обсуждены гранр цы применимости погранслойных решений при увеличении отношения вязкостей дисперсной и сплошной фаз. Общий случай соизмеримых фaJ0выx сопротивлений описан обобщенной циркуляционной моделью. Закономерности массо-и теплопереноса при лимитирующих сопротивлениях сплошной и дисперсной фаз и общий случай соизмеримых фазовых сопротивлений рассмотрены в разделах 4.2—4.4. [c.168]

И, наконец, при третьем режиме, рассматриваемом Уике, константа скорости становится настолько большой, что реакция существенно локализуется на внешней поверхности зерна, и, таким образом, массопередача через гидродинамический пограничный слой становится лимитирующим фактором. Температурный коэффициент наблюдаемой скорости реакции становится, следовательно, даже еще меньше и соответствует температурной зависимости отношения 0 х, где О — соответствующий коэффициент диффузии через пограничный слой, а х — его эффективная толщина. [c.43]

Найдем коэффициент массопередачи при этой скорости газа. Десорбция проводится при давлении, в 10 раз меньшем давления адсорбции. Поэтому плотность газа при десорбции можно считать в десять раз меньшей, а коэффициент диффузии — в десять раз большим, чем при адсорбции. Следовательно, имеем Ру = = 0,08263 кг/м , Dy = 0,735 mV . Расчет внутреннего коэффициента массоотдачи по уравнениям (III.83) и (III.85) дает Рх = Рп = 0,749 см/с. Определив из уравнений (111.82) и (III.91) внешний коэффициент массоотдачи фу = 7,73 см/с) и поправку для учета продольного перемешивания (Рдрод = 2,98 см/с), находим коэффициент массопередачи при скорости газа 0,213 м/с (/Су = 0,556 см/с). Следовательно, при 1/7 = 0,75 общее число единиц переноса для всего слоя равно [c.73]

Массопередача при. лимитирующем сопротивлении дисперсной фазы. Коэффициент массопередачи в каплях очень малого диаметра 0,02 см) может быть вычислен по формуле Ньюмена [25]. Формула Ньюмена (11.28) табулпровапа в работе [76] и в монографии [6]. Формула Ньюмена пригодна для расчетов в случае, когда циркуляция в капле полностью заторможена, что имеет место либо при очень малых значениях Не, либо нри высокой вязкости дисперсной фазы (р, 100ч-150). Для капель днаметром к = 0,020,05 мы формула Ньюмена дает несколько заниженные значения. Следует отметить, что рекомендация Трейбала, который предлагал для модели Ньюмена величину критерия Л и = 6,3, является досадным недоразумением. Модель Ньюмена предполагает нестационарный характер процесса и критерий Ки достигает значения 6,3 лишь при Ро 0,1. Вообще значение критерия Ми = 6,3 определяет минимальную скорость массопередачи при отсутствии внешнего сопротивления и постоянстве концентрации переходящего вещества в сплошной фазе. [c.218]

Интенсивность массопередачи к внешней поверхности зерен катализатора зависит от конструкции контактного аппарата. Ее можно повысить, увеличив линейную скорость потока. Однако одновременно возрастает гидравлическое сопротивление слоя. Скорость вну енней диффузии зависит только от структурь пористого каталнз тора н свойств реагирующей среды. Уменьшение размера зерен снижает отрицательные последствия внутридиффузионного торможеннй, позволяя полнее использовать реакционный объем. Однако при этом также повышается гидравлическое сопротивление слоя частиц. При переводе процесса в кипяпщй слой, где можно использовать мелкие частицы, не повышая гидравлического сопротивления слоя, возникают специфические затруднения с диффузией реагентов между различными частями потока газов. [c.263]

Задача 1-6. Заданы типы элементов ХТС, совокупность которых может обеспечить выполнение требуемых целей функционирования системы в условиях объективной неопределенности априорной информации о физико-химических константах ХТП (константы скоростей химических реакций, константы фазового равновесия, коэффициенты теплопередачи и массопередачи и др.) и о параметрах свойств технологических потоков на ХТС влияют стохастические внешние воздействия. Необходимо определить технологическую топологию ХТС, величину гранпц допусков (или коэффициентов запаса) для параметров элементов и значения параметров промежуточных технологических потоков, которые обеспечивают на некотором интервале времени желаемый уровень достоверности или надежности проектных решений ХТС при экстремуме КЭ с учетом ограничений. [c.126]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология