Массопередача внутренняя

Рис. 1,8. Схема массопередачи внутренней диффузии молекул. через проницаемую перего- При решающей роли внешней диф-

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]

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]

Размеры оборудования. При расчете размеров абсорбционного оборудования поперечное сечение аппарата и его высота определяются раздельно. Строго говоря, все существующие для этого методы расчета являются по существу эмпирическими и зависят от конструкции и внутреннего устройста абсорбера. Поперечное сечение насадочных колонн находят гидравлическим расчетом в условиях захлебывания, а сечение тарельчатых колонн—путем расчета в условиях уноса жидкости газом или на основании выбранного коэффициента полезного действия ступени. Ни один из этих методов расчета не связан непосредственно со скоростью процесса абсорбции, за исключением того, что поперечное сечение определяет линейную скорость потоков, которая в свою очередь влияет на скорость массопередачи. [c.182]

Внутренний коэффициент массоотдачи в данном случае равен = Рп + Рт- Как и для других процессов, для массообменных процессов с твердой фазой используется понятие объемных коэффициентов массоотдачи и массопередачи Р а, КуО. и т. д. [c.66]

В этом случае внутренний коэффициент массоотдачи Р = Рп- Уравнение (111.87) справедливо для любой изотермы адсорбции. Если же внутреннее сопротивление зависит как от диффузии в порах, так и от диффузии в сорбенте или на его внутренней поверхности, то строгая связь между коэффициентами массоотдачи и массопередачи существует лишь для линейной изотермы адсорбции. Она выражается уравнением [25] [c.66]

НИИ аппарата цилиндрической формы определяются выбором фиктивной скорости газа или жидкости. Верхним пределом скорости является скорость начала псевдоожижения частиц сорбента. С увеличением скорости растет коэффициент массопередачи (до некоторого предела, определяемого скоростью, при которой внутреннее сопротивление становится лимитирующим), и увеличивается гидравлическое сопротивление. Оптимальная скорость движения среды в адсорбере обычно много ниже скорости начала псевдоожижения. Выбор ее основывается на техникоэкономических соображениях производится расчет процесса при нескольких значениях фиктивной скорости (см. пример 17) и выбирается то значение, при котором полные затраты на работу установки минимальны. [c.67]

Контроль внутренней и внешней массопередачами [c.65]

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]

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]

Анализ процессов массопередачи позволяет изучить влияние различных условий проведения процесса иа характеристики конечных продуктов разделения. Кроме того, он позволяет изучить некоторые внутренние характеристики процесса, такие, как профиль изменения температуры и концентраций по высоте колонны, местоположение контрольной точки с максимальным изменением температуры или других измеряемых параметров при отклонениях в режиме эксплуатации, оптимальное место ввода питания, отбора фракций и т. п. Это [c.7]

Для массопередачи между внутренними слоями маленького пузырька (или капли) и поверхностью число Шервуда колеблется в пределах 10 < ЗЬ < 25. Меньшей величиной пользуются, когда внутренняя среда инертна, а большую применяют при свободном внутреннем движении 9в-э8 Для тонкой пленки жидкости, стекающей по насадке, число 8Ь лежит в указанном интервале. [c.154]

Такое положение наблюдается также для умеренно быстрых реакций, когда достаточно интенсивна наружная массопередача (при высокой скорости движения жидкости через частицы), а сопротивление диффузии внутри частицы довольно мало (при высокой внутренней пористости и малом диаметре частицы). Если скорость химической реакции велика по сравнению с физическим транспортом вещества, то реакция будет происходить во внешнем слое частицы. В предельном случае, когда реакция мгновенна, она протекает только на наружной поверхности частицы при этом внутренняя поверхность никакой роли не играет и как бы отсутствует. [c.172]

Кривые показывают, что степень использования внутренней поверхности катализатора снижается по мере увеличения скорости химической реакции и физического сопротивления движению реагента. Кроме того, видно, что в данной системе реагенты — катализатор увеличение фактора эффективности связано с размером частицы и в меньшей степени — с коэффициентом массопередачи р [последний приблизительно нронорционален Изменение этих двух параметров в опытах по исследованию превращения позволило установить, что физический перенос влияет на полную скорость превращения. Таким образом, если на скорость превращения не влияет скорость движения жидкости, то можно утверждать, что торможение внешней массопередачей отсутствует внутренняя диффузия, однако, может быть ограничивающим фактором. Чтобы получить окончательное решение, исследуют влияние диаметра частиц. [c.177]

Проверено, что при условиях реакции массопередача и внутренняя диффузия в зернах катализатора существенно не снижают скорости химического превращения. [c.193]

Обратим внимание на следующий факт в формуле (2.1.159) коэффициент р изменяется в широких пределах, причем Р - оо при 7 >0. Это позволяет в любом адсорбционном процессе выделить область внешнего и внутреннего массопереноса, согласно чему и меняется вклад каждого слагаемого правой части равенства (2.1.159). В области малых относительных концентраций в потоке скорость адсорбции лимитируется сопротивлением внешней массоотдачи, а распределение вещества по радиусу близко к равномерному. Коэффициент внутренней массопередачи Р очень велик, и основной вклад в сумму (2.1.159) дает первое слагаемое, в котором (согласно приведенным соображениям) можно положить уз = у = и точность этого равенства повышается с ростом выпуклости изотермы при достаточно малых В1. [c.71]

Предполагается, что внутренняя диффузия при повышенных температурах протекает быстро и коэффициент массопередачи, учитывающий лишь внешнедиффузионное торможение, можно принять равным коэффициент внешнего массообмена (в газовой или паровой фазе). [c.102]

В настоящее время для составления математических описаний процессов массопередачи стали широко использовать приближенные представления о внутренней структуре потоков [116]. Во-первых, это облегчает нахождение граничных условий для математической модели, во-вторых, позволяет наметить экспериментальные исследования, необходимые для определения параметров математической модели. [c.223]

РОЛЬ ВНУТРЕННЕЙ И ВНЕШНЕЙ МАССОПЕРЕДАЧИ [c.36]

Согласно правилу аддитивности (см. стр. 407 сл.), общее сопротивление массопередаче складывается из сопротивлений внешнего и внутреннего переносов. Соответственно объемный коэффициент массопередачи определяется по уравнению [c.571]

В жидкостно-адсорбционной хроматографии вследствие медленности процессов доставки вещества из объема подвижной фазы (малое значение коэффициента диффузии в жидкости) к поверхности неподвижной фазы (адсорбента) вклад в размывание, обусловленный малой скоростью массопередачи, может быть значительным. Особенно ои возрастает вследствие медленности диффузии в адсорбенте, т. е. определяется внутренней массопередачей. [c.72]

Уравнения (П.5) и (И,6) показывают, что высота тарелки возрастает линейно с ростом линейной скорости движения подвижной фазы. Это означает, что размывание зоны, обусловленное вкладом медленности процесса внешней и внутренней массопередачи, возрастает, а эффективность колонки падает с ростом линейной скорости подвижной фазы а. Кроме того, нз уравнений (П.5) и (П.6) следует, что между эффективностью колонки и величиной Rr существует довольно сложная зависимость. Если вещества слабо адсорбируются, Н довольно мало, и, следовательно, эффективность высока. Для веществ со средней величиной удерживания Н возрастает, достигает максимума, а для веществ, способных сильно адсорбироваться, снижается. Однако в этом случае становятся весьма заметными нежелательные последствия высоких значений времени пребывания молекулы в неподвижной фазе ts. [c.73]

В реальном процессе акт сорбции вещества, находящегося в газовой фазе, поверхностью неподвижной фазы состоит из двух стадий доставки вещества из объема газовой фазы к поверхности сорбента и проникновения вещества с поверхности внутрь сорбента. Первая стадия связана со скоростью диффузии вещества в газе и может быть названа стадией внешней диффузии. Вторая связана с диффузионной массопередачей внутри твердого или жидкого сорбента и называется внутренней диффузией. В зависимости от условий, решающей стадией может быть один из наиболее медленно [c.23]

Подставив в это выражение значение р из (24), получим выражение для эффективного коэффициента диффузии, учитывающего как внешнюю, так и внутреннюю массопередачу в хроматографической [c.25]

Целесообразно эффективный коэффициент диффузии, характеризующий внешнюю и внутреннюю диффузионную массопередачу, связать с частным коэффициентом Генри. По (3, с. 27], имея в виду, [c.26]

Как уже говорилось, определяющим может быть один из наиболее медленно протекающих процессов — внешняя или внутренняя диффузионная массопередача. В общем случае диффузионные сопротивления суммируются [c.26]

Рис. 1Х-3. Зависимость между степенью использования внутренней поверхности и скоростью диффузии и массопередачи (при гидрогенизации олефинов, реакциях переноса водорода и реакциях в жидкой фазе на таблетках размером 3 мм-, степень ис-пользованвя поверхности меньше 20% )1

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]

С критикой циркуляционной теории Кронига — Бринка в свое время выступали некоторые авторы, которые постулировали наличие на внутренней поверхности капли диффузионного пограничного слоя. Решение задачи о массопередаче в капле в рамках теории пограничного слоя принципиально отличается от решения Кронига и Бринка. Согласно, например, [45], сопротивление массопередаче сосредоточено в диффузионном слое вблизи от поверхности капли. В ядре канли при этом практически имеет место полное перемешивание. В этих условиях процесс переноса стационарен и Nu 1/Ре. [c.204]

Малоизученным остается вопрос о связи кинетики адсорбции в одиночном зерне с макрокинетикой в слое адсорбента, необходимой для определения высоты зоны массопередачи и времени защитного действия его. В монографии приведена аналитическая зависимость коэффициента внутреннего массопереноса от заполнения адсорбционного пространства, сформулирована математическая модель адсорбции в слое адсорбента и получено аналитическое решение указанной задачи. Для ряда моделей изотерм получен аналитический аналог зависимости Жуховиц-кого — Забежинского — Тихонова для времени защитного действия макрослоя адсорбента с учетом внутридиффузионных эффектов. [c.5]

В моделях слоя считается, что массопередача происходит через границу облака, которое имеет предполагаемую геометрию (обычно цилиндрическую, с вертикальными боковыми сторонами и плоским верком). Внутреннее перемешивание считается происходящим настолько быстро, насколько быстро образуется внутри облака однородная концентрация. Интенсивность вовлечения воздуха зависит от степени турбулентности, разности плотностей и скорости облака. В обоих основных типах моделей предполагается, что существует точка, где происходит переход (резкий или постепенный) к почти нейтральной плавучести, и что модель включает критерии для определения момента указанного состояния. [c.121]

При использовании уравнения (1. 7) необходимо знать величину коэффициента массопередачи Ку, зависящую от скорости протекания ироцесса, которая, как было отмечено ранее, в свою очередь зависит от особенности данного процесса лимитируется ли оп внешней пли внутренней диффузией нли зависит одиовремеппо от обеих этих стадий. [c.267]

По многих случаях, например при днижении жидкости через зернистый глий твердого материала, ана перемещается внутри каналов сложной формы и одновременно обтекает твердые частицы. Такие условия наблюдаются в процессах фильтрования, массопередачи в аппаратах с насадками, в химических процессах, осуществляемых в реакторах с твердыми катализаторами, и т. д. Анализ движения жидкостей в случаях такой смешанной задачи гидродинамики проводят, как правило, цри-ближснно сводя его к решёнию внутренней или внешней задачи. [c.37]

Массопередача между твердой фазой и движущейся жидкой (газовой нли паровой) фазой складывается из двух процессов 1) перемещения распределяемого вещества внутри пор твердого тела к поверхности раздела фаз (или от нее) вследствие внутренней массоотдачи, или массопроводно с т и 2) переноса того же вещества в жидкости (газе или паре) путем внешней массоотдачи. Иными словами, массопередача является результатом внутренней и внешней диффузии. [c.430]

В критерий Био входит отношение величин Р и D , характеризующих скорости внешней и внутренней диффузии. Поэтому данный критерий имеет важное значение для анализа процессов массопередачи с участием твердой фазы. При малых значениях Bi скорость массопередачи определяется скоростью внешней диффузии, или, как говорят, процесс протекает во внешнедиффузионной области, а при больших значениях Bi — скоростью внутренней диффузии (внутриди узионная область). [c.432]

В зависимости от скорости паро-газовой смеси, формы изотермы адсорбции, размера, формы и укладки зерен адсорбента, концентрации адсорбтива, а также других условий проведения процесса в неподвижном слое адсорбента, определяющее влияние на общую скорость адсорбции может иметь скорость внешнего массопереноса (характеризуемая величиной или скорость внутреннего массопереноса. Очень часто влияние внешпе-и внутридиффузионного сопротивлений на величину Куу соизмеримо, причем их относительное влияние изменяется по длине зоны массопередачи. [c.571]

Согласно этой теории причина размывания хроматографических полос обусловлена диффузией в газе и порах сорбента, а также массообменом между газом и неподвижной фазой. Сама диффузия имеет сложный характер. В реальной хроматографической колонке могут происходить следующие виды диффузии а) молекулярная диффузия, обусловленная тепловым движением молекул б) вихревая диффузия, вызываемая завихрением газа вокруг зерен насадки в) недостаточная скорость массопередачи из газовой фазы к поверхности неподвижной жидкости (в ГЖХ) или к поверхности твердого адсорбента (в ГАХ), обусловленное внешней диффузией, или замедленной внешнеди( узионной массопередачей недостаточная скорость миграции молекул адсорбированного вещества с поверхности неподвижной фазы внутрь неподвижной фазы, обусловленное замедленной внутренней диффузией или замедленной внутридиффузионной массопередачей. Последние два вида диффузии направлены поперек [c.52]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология