Перенос компонента

Можно допустить, что термодинамическое совершенство процесса разделения в реакционно-диффузионных мембранах также окажется функцией величин Ф,, а,/, х и 1Х Аг. Если использовать значения ац и Л1 = Ф,Л,-, то потери эксергии в мембранах такого типа можно вычислить по уравнениям (7.47) и (7.52), эксергетический к. п. д. проницания по соотношениям (7.54) —(7.56), (7.64) и (7.66), приведенные плотности проникшего целевого и суммарного потоков — по уравнениям (7.58), (7.59) и (7.67), состав проникшего потока по выражениям (7.62) и (7.65). Применимость соотношений несопряженного массопереноса для расчета эффективности разделения в реак-ционно-диффузионных мембранах основано на общности подхода, трактующего мембрану в сечении как точечную систему с конечным значением движущей силы на границах, т. е. как черный ящик . При этом предполагается, что перенос компонентов смеси сопряжен только с химической реакцией, взаимно их потоки независимы. [c.249]

Зависимость (9-24, б) очень важна для расчета химических процессов. Пз нее следует, что концентрацип определенного компонента в двух соприкасающихся фазах даже при равновесии не бывают одинаковыми, а только сближаются и в некоторых пределах (см. ниже) пропорциональны (т. е. концентрация в одной фазе пропорциональна концентрации в другой фазе). Это делает возможными различные процессы разделения, а также часто используется в химической промышленности для создания условий переноса компонентов между отдельными фазами. Зависимость (9-24, б) была экспериментально установлена Раулем и Генри в начале XIX века. Теоретические ее обоснования разработаны значительно позже в ходе развития физической химии. [c.134]

Непористые реакционно-диффузионные мембраны отличаются от прочих химической формой связи компонентов разделяемой смеси и исходного материала мембраны. Химические реакции приводят к образованию новых веществ, участвующих в транспорте целевого компонента. Массоперенос компонентов разделяемой газовой смеси определяется не только внешними параметрами и особенностями структуры матрицы, но и химическими реакциями, протекающими в мембране. В подобных системах за счет энергетического сопряжения процессов диффузии и химического превращения возможно ускорение или замедление мембранного переноса, в определенных условиях возникает активный транспорт, т. е. результирующий перенос компонента в направлении, противоположном движению под действием градиента химического потенциала этого компонента. В сильнонеравновесных мембранных системах могут формироваться структуры, в которых возникают принципиально иные механизмы переноса, например триггерный и осциллирующий режимы функционирования мембранной системы. Обменные процессы такого рода обнаружены в природных мембранах, но есть основания полагать, что синтетические реакционно-диффузионные мембраны в будущем станут основным типом разделительных систем, в частности, при извлечении токсичных примесей из промышленных газовых выбросов. [c.14]

Закономерности процессов проницания газов в непористых мембранах определяются прежде всего сплошностью матрицы мембраны (хотя бы в пределах тонкого поверхностного слоя). При бездефектном изготовлении такой мембраны полностью исключается фазовый перенос компонентов разделяемой газовой смеси единственно возможным видом массопереноса становится диффузия растворенного вещества в довольно плотной среде вещества мембраны. Сплошная матрица может иметь жесткую кристаллическую или аморфную структуру, характерную для металлов и стекол, но чаще представляет собой эластичный полимерный каркас, который можно рассматривать как однородное аморфное или композиционно-неоднородное образование. [c.70]

Если между двумя фазами происходит перенос компонентов, то, пользуясь формулой (10-6), можно написать [c.150]

Химические реакции, связанные с переносом компонентов между фазами [c.213]

Реакции такого типа протекают на поверхности твердого катализатора при гетерогенном газовом катализе. Пусть концентрация г-го компонента на поверхности катализатора во время реакции равна Спов (индекс г при с опускается). При переносе компонента возникает разность концентраций — Спов ( г — концентрация в свободном газовом пространстве), связанная со скоростью реакции следующей зависимостью [c.213]

Скорость переноса компонентов Кг и (скорость их молекул по отношению к движущемуся материалу) будет меньше скорости газового потока. Объясняется это тем, что молекулы разделяемых компонентов частично связаны с движущимся вниз материалом. В случае твердого адсорбента скорость переноса зависит от коэффициента адсорбции, в случае жидкой пленки на инертном носителе — от коэффициента распределения. Изменяя соответствующим образом объемную скорость газового потока и скорость движения твердого материала, можно добиться того, чтобы значение скорости движения твердого материала лежало между скоро- [c.34]

К процессам массообмена относятся абсорбция, ректификация, кристаллизация, адсорбция, экстракция и др. Их особенностью является осуществление физико-химических процессов в нескольких сосуществующих фазах. При этом уравнения балансов должны быть записаны отдельно для каждой из фаз. Проиллюстрируем математические описания для некоторых типов массообменных аппаратов и для установившегося процесса. Укажем, что скорость массообмена определяется скоростью переноса компонента из одной фазы в другую. Условия термодинамического равновесия приводят к равенству химических потенциалов компонента в сосуществующих фазах. Внутри фазы перенос вещества осуще- [c.80]

Мембраны, свободно проницаемые только для одного компонента, принято называть полупроницаемыми, а остальные — селективно-проницаемыми, или просто проницаемыми. При разделении газовых смесей обычно имеют дело с селективно-проницаемыми мембранами, поэтому из напорного канала через стенки разделительного элемента проникают все компоненты смеси, но с различной скоростью. Поскольку движущая сила переноса компонента определяется разностью химических потенциалов в напорном и дренажном каналах, скорость проницания каждого компонента меняется по длине мембранного элемента и зависит (как показано ниже) от термодинамических и гидродинамических параметров процесса. Скорость проницания компонентов через мембрану традиционно определяют, используя понятия и феноменологические соотношения фильтрационного процесса. Плотность потока -го компонента через мембра-ну принимают линейно зависящей от перепада давлений над и под мембраной [c.12]

Представленные уравнения характеризуют перенос компонента через единичную поверхность мембраны. Для расчета мембранного элемента они должны быть дополнены уравнениями матери- [c.88]

Последний член в уравнении (HI, 71) определяет конвективный перенос компонента /, поскольку связан с общим переносом молекул смеси при N Ф [c.210]

Т. е. перенос компонента определяется только скоростью конвективного переноса. С другой стороны, суммирование уравнений (III, 71) по всем компонентам смеси позволяет получить соотношение [c.210]

В соотношении (111,79) D —главный коэффициент диффузии компонента определяющий перенос компонента под действием собственного градиента концентрации, всегда положителен. Величины Dij[i= j) — перекрестные коэффициенты диффузии, определяющие взаимодействие между компонентом i и другими компонентами смеси, могут быть как положительными, так и отрицательными. [c.211]

Основную группу уравнений, необходимых для построения любой модели колонны, составляют уравнения, описывающие процесс межфазного переноса компонентов разделяемой смеси. Практически такие уравнения позволяют определить состав паровой фазы, покидающей ступень разделения, по известному составу жидкости на ней и составу пара, поступающего на нее. Эта зависимость наиболее сложна и в то же время она является основополагающей при проведении расчетов разделения. [c.297]

Во всех диффузионных моделях [150, 151, 153] учитывается перенос компонентов в порах зерна только за счет диффузии. Тот факт, что при выжиге кокса изменяется реакционный объем (число молей), не принимается во внимание. На необходимость учета этого обстоятельства уже указывалось при выводе уравнения (4.10). [c.72]

Массообменные процессы обратимы, т. е. направление переноса компонентов смеси может изменяться в зависимости от рабочих условий (давления, температуры) и свойств разделяемой смеси. Перепое вещества прекращается при достижении состояния равновесия между фазами. [c.216]

Для процессов мембранного разделения газовых смесей с использованием высокоселективных композиционных мембран важен вопрос о концентрационной поляризации [14, 15]. В общем случае в результате селективного переноса компонентов газовой смеси через мембрану в напорном канале модуля возникает градиент концентраций по нормали к мембране. В результате у поверхности мембраны образуется пограничный слой, в котором концентрация целевого (или селективнопроникающего) компонента меньше, чем в ядре потока. В процессах мембранного разделения газов компоненты газовой смеси переносятся к мембране как конвекцией, так и молекулярной диффузией. Решение уравнения совместного конвективно-диффузи-онного переноса через пограничный слой к поверхности мембраны приводит к следующему выражению для концентрации целевого (или г-го) компонента ую в газовой фазе у поверхности мембраны в напорном канале [16] [c.172]

Рабочая линия может располагаться на диаграмме х—у выше или ниже равновесной кривой в зависимости от того, из какой фазы осуществляется процесс данного компонента. На рис. ХП-4 положение рабочей и равновесной линий соответствует переносу компонента из фазы Ь в фазу О. [c.226]

Все замечания, сделанные ранее в отношении уравнения Дамкелера для движения теплоты справедливы и здесь. Однако следует помнить, что в случае тенлопереноса пользуются разностью температур Г" — ГЗ, а в случае переноса компонентов — разностью концентраций Ас. Движущей силой процесса переноса теплоты является фактическая разность температур двух фаз T — Т , так как теплоперенос происходит непрерывно, пока T движущей же силой процесса переноса компонентов является разность с — [c.146]

Перенос компонентов. Как показано на рис. 14, экспериментальные данные [48] по переносу компонентов при ламинарной конвекции для ряда веществ с числами Зс от 500 до 80 ООО хорошо коррелируют с помощью выражения [c.282]

В периоде / преобладает процесс смешивания за счет конвективного переноса компонентов по внутреннему объему смесителя. Процесс сегрегации по сравнению с процессом смешивания идет с небольшой скоростью, В связи с этим в периоде / У резко уменьшается до некоторого значения У,,,,. К концу этого периода ( ,,) в рабочем объеме смесителя практически нет агрегатов (макрообъемов), состоящих из частиц одного компонента. [c.229]

Перечисленные факторы входят аддитивно в структуру движущей силы массопереноса и поэтому равнозначны по своему влиянию на скорость массообмена между фазами. В изотермических условиях (например, в случае изотермической абсорбции или экстракции) 7 i=7 2= onst, и скорость переноса компонента между фазами будет определяться только разностью химических потенциалов и скоростной неравновесностью между фазами. [c.60]

На диаграмме х—у рабочая линия в зависимости от направления переноса данного компонента из фазы G в фазу L или наоборот может располагаться как ниже, так и выше равновесной кривой. На рис. 1-7 даны взаимные положения равновесной и рабочей линий, соответствующие разным случаям переноса компонента между фазами. [c.36]

Рис. VI- . Схема переноса компонентов при контакте газа с абсорбентом

Уравнение (6-61) показывает, что коэффициент р переноса компонента может быть выражен измеримыми величинами. Решение проблемы, естественно, будет труднее, когда вдоль оси х скорости у не постоянны, а имеют распределение (х). Этот сложный случай исследовал Вязовов [9]. Полученное им значение р в сущности одинаково со значением р, полученным Хигби [c.73]

Слагаемое (Dj определяет избыточную скорость переноса молекул i-1 o компоиепта относительно общей скорости переноса молекул смеси и поэтому может рассматриваться как характеристика диффузионного переноса компонента. Для систем, находящихся в равновесии, в которых диффузионный перенос компонентов отсутствует, справедливо равенство [c.210]

У <р . Аи/ДиЛ> 0 — пренебрежение энергией частиц, пересекаемых границей выделяемого микрообъема йУ, по сравнению с теми же величинами для частиц, целиком находяшихся в этом же микрообъеме йУ, пренебрежение флюктуационным переносом энергии пульсационного движения в фазах <рГ Ас1(гАи/ >, 0 — пренебрежение флюктуационным переносом компонента (гА [(г)- Д г1(/ )>г — пренебрежение флюктуациями скорости роста кристалла. [c.127]

В работах В. Компаниец с соавт. было отмечено, что при исследовании процессов химического превращения, происходящих в условиях неизотермического турбулентного смешения реагирующих потоков, не всегда необходимо знать детальную картину движения среды, в которой протекают указанные процессы. В этом случае гидродинамические условия и пространственное распределение компонентов можно описывать с помощью осредненных величин. Такое упрощение заведомо оправдано, если исследователя интересует лишь кинетика самого химического превращения (в нашем случае межфазного переноса компонента) и явлений переноса. При этом пульсации случайных полей скорости, температуры и концентрации учитывают феноменологически с помощью эффективных коэффициентов переноса. [c.142]

Раз[юеть коице[1трации между поверхностью тела и окружающей жидкостью также может вызывать появление градиента плотности, а следовательно, движение жидкости и более интенсивный перенос компонентов (массопереиос). Поскольку интенсивность переноса массы от поверхности МО сравнению с массовой скоростью потока мала, сведения об интенсивности переноса субстанции можно получить на основе результатов исследования теплообмена. Если одновременно имеют место разности и температур, и концентрации, интенсивность теплообмена и переноса компонентов определяется градиентом и температур, и концентраций. [c.274]

Однородная температура поверхности. Экспериментальные данные [51] по локальным значениям скорости переноса субстанции (Зс 2000) для ламинарного и турбулентного режимов представлены на рис. 15 и 16 соответственно. На этих рисунках Rao означает число Релея для переноса компонента, в котором g заменено на составляющую ускорения силы тяжести g eos 6, параллельную плоскости поверхности. Как видно из рис. 15, наблюдается вполне удовлетворительное соответствие экснерименталь-ных данных с результатами, полученными из [19], вплоть до значений ординаты 1,003. Влияние наклона описывается также удовлетворительно (рис. 16), но измеренные значения Sh/Ra - для всех углов, включая вертикальное положение (6=0), располагаются существенно ниже значения 0,149, являющегося результатом расчета по (24). [c.283]

Другой специальный случай ыногокомпоментлого млс-сопереноса получается при равенстве всех бинарных коэффициентов диффузии, когда уравнение (4) и аналогия остаются справедливыми. Необходимо, однако, отметить, что в этом случае перенос компонентов может приводить к появлению отрицательной линейной разности концентраций, поэтому для получения корректного результата необходимо всегда использовать логарифмический движущий потенциал. [c.89]

Зависимость показателя 1/3 от числа Зс является результатом переноса компонента в линейном поле скорости, которое появляется и 1- )а действия 1 радиента температур. [c.283]

Характерные длины и значения чисел Ыи в табл. 4. также соответствуют уравнениям (78) — (80). Соотношения (75) — (80) применимы для случая однородного обогрева с перепадом температур, рассчитанным в средней по поверхности точке. Их также можно применить для степен-ных неньютоновских жидкостей и для переноса компонентов с помощью поправок, описанных выше. [c.295]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология