Фактор термодиффузии

Эффективность разделения зависит от свойств смеси и ее компонентов, а таюке от конструкции колонки и условий проведения опыта [55]. К основным свойствам смесей, определяющим термодиффузионный процесс разделения, относятся вязкость, коэффициент термодиффузии, обычный коэффициент диффузии, коэффициент расширения и плотность компонентов. К основным параметрам, определяющим работу колонки, относятся средняя температура, значение температурного градиента, высота и ширина щели, а также объем резервуаров наверху и внизу колонки. На процесс термодиффузии и его интенсивность оказывают влияние следующие факторы коэффициенты диффузии, средняя температура и температурный градиент определяют степень разделении в горизонтальном направлении, в то время как вязкость, коэффициент расширения и разность плотностей между компонентами, высота колонки, ширина кольцевого пространства и объем резервуаров оказывают влияние на интенсивность процесса термодиффузии. [c.392]

Из соотношения (IV.8) следует, что коэффициент разделения при термодиффузии без конвекции нетрудно определить, если известна постоянная термодиффузии ат (термодиффузионный фактор), зависящая от природы компонента смеси. С некоторым приближением ат может быть найдена расчетным путем исходя из положений молекулярной теории смеси газов с наложенным на эту смесь температурным градиентом. Для проведения соответствующих расчетов требуется знание характера межмолекулярного взаимодействия в заданной газовой смеси. Теоретическое вычисление постоянной термодиффузии возможно лишь при использовании той или иной модели межмолекулярного взаимодействия. Выбор модели определяется требуемой точностью оценки величины ат и связанными с ней расчетными трудностями. Соответствующие вычисления существенно упрощаются для смесей изотопов. [c.162]

Изменение направления температурного перепада на обратное (температура зоны растворения меньше, чем зоны роста) достигалось размещением одного слоя металлической шихты в центральной части реакционного объема. Как и следовало ожидать, в условиях пониженного пересыщения (см. рис. 134) скорость нароста на затравки заметно снижается. Так, при величине обратного температурного перепада (в слое металла толщиной 4 10 3 м, размере затравки около 10 м и максимальной температуре в центре реакционного объема 1470 К), не превышающего 30 К, скорость роста кристалла (см. рис. 135) имела величину 3-10 м/с. Кроме того, при этом наблюдается увеличение длительности предварительного растворения затравки, что обусловлено, вероятно, снижением интенсивности потока углерода к ним за счет противоположно направленной (по отношению к концентрационной) термодиффузии, лимитирующей в данном случае процесс переноса углерода. Образование монокристального графита в объеме металлического слоя происходило в основном по его периферии в области повышенных градиентов температуры. Качество наросшего на затравках слоя вполне сопоставимо с качеством исходных затравочных кристаллов, но ухудшается с увеличением его толщины и длительности цикла, что связано со многими факторами и, в частности, с появлением в реакционной зоне монокристаллического графита. Существенным недостатком рассмотренных вариантов загрузки реакционного объема является низкая воспроизводимость опытов по наращиванию алмаза на затравку. Это обусловлено прежде всего сложным характером теплового поля, в частности, наличием как осевого, так и радиального градиента температуры, а также сравни-384 [c.384]

При рассмотрении табл. 12. 10 может показаться, что газовая диффузия во всех случаях является лучшим диффузионным методом разделения. Это, несомненно, верно в случае разделения в промышленном масштабе, подобном, например, получению когда определяющим фактором является сравнительно высокий к. п. д. Однако потребность в большом количестве компрессоров с высокой степенью сжатия, в специальных пористых перегородках, а также низкое рабочее давление являются серьезными недостатками этого процесса и делают нежелательным его применение при разделении в малых масштабах. Для установок с очень низкой производительностью, когда достаточно нескольких колонн, следует отдать предпочтение термодиффузии, несмотря на ее неэффективность, отмеченную выше. Достоинства этого метода — в простоте оборудования, отсутствии движущихся частей и возможности достижения высокой степени разделения при использовании аппаратов сравнительно небольшой высоты. [c.515]

Вероятность обмена местами между атомами определяется в соответствии с формулой (11.6) энергетическим барьером Еа между двумя соседними атомами А и В (рис. 6.7). Высота этих барьеров зависит от структуры кристалла, свойств движущихся атомов, механизма диффузии, межатомных сил и других факторов. Энергия активации процесса обмена мест при термодиффузии должна вноситься тепловыми колебаниями элементов решетки. Поэтому напрашивается мысль, что диффузия связана с частотой колебаний атомов. Среднее число переходов п в единицу времени (частота обмена мест) дается больцмановской функцией распределения энергии [c.240]

В первом периоде скорость сушки равна скорости испарения со свободной поверхности жидкости. Скорость сушки зависит от влажности, температуры материала и теплоносителя, причем все эти факторы могут способствовать процессу или тормозить его. При конвективной сушке влага к поверхности перемещается за счет градиента влажности, а градиент температуры несколько тормозит процесс, так как температура материала на поверхности выше, чем внутри него. При сушке в поле высокой частоты материал изнутри имеет более высокую температуру, чем на поверхности, что способствует процессу сушки, так как в этом случае градиенты диффузии и термодиффузии направлены в одну сторону. Таким образом, при сушке различных материалов следует знать технические условия при высушивании и в соответствии с этим выбирать метод сушки и конструкцию сушилки. [c.283]

Если диффузия скольжения является решающим фактором в термодиффузионном переносе влаги, то коэффициент термодиффузии all будет отрицательным. [c.91]

Здесь S — константа седиментации g — ускорение — парциальный мольный объем р — плотность частиц — объемная скорость поперечного потока Dt — коэффициент термодиффузии X — координата от нижней стенки а — термодиффузионный фактор х —электрофоретическая подвижность Е —напряженность электрического поля. [c.98]

Так как в процессе сушки тепло передается материалу окружающим его воздухом и температура внутренних слоев материала ниже температуры слоя у поверхности, то термодиффузия обычно является фактором, тормозящим желательное перемещение влаги из глубины к поверхности. [c.247]

Параметры межмолекулярного взаимодействия, в частности для модели Леннард-Джонса, могут быть найдены также из значений постоянной термодиффузии [107—109], которые нетрудно определить из результатов тех же опытов в термодиффузионной колонне с помош,ью соответствующих выражений вида (5.59) или (5.70), описывающих стационарный и нестационарный процессы в колонне. Такие косвенные определения постоянной термодиффузии представляют интерес и с точки зрения выбора оптимальных условий проведения процесса разделения, конструирования разделительной аппаратуры. Из соответствующих известных методик, по-видимому, наиболее надежной является методика, в основе которой лежит определение экспериментальной зависимости фактора разделения термодиффузионной колонны от давления находящейся в ней смеси газов [107—109]. Поскольку эта зависимость в общем виде характеризуется соотношением (5.61), то будем иметь [c.307]

При небольших скоростях движение потока паро-газовой смеси строго ламинарное. Характерным для ламинарного потока является то, что перенос вещества паро-газовой смеси к поверхности осаждения происходит посредством молекулярной диффузии и термодиффузии, и скорость переноса реагентов определяется константой скорости диффузии. Наблюдаемая скорость реакции определяется поэтому с одной стороны скоростью переноса реагирующих веществ к поверхности, а с другой стороны кинетикой гетерогенной химической реакции, протекающей на этой поверхности. Учет кинетических факторов имеет особое значение при выращивании структурно совершенных эпитаксиальных пленок, где выход кремния является второстепенным фактором. Следует отметить еще то, что присутствие в паро-газовой смеси хлоридов [c.423]

Факторы разделения, соответствующие обогащению указанных легких газов еще более тяжелыми примесями, на несколько порядков выше, и поэтому для этих целей применяют короткие разделительные колонки. Термодиффузию успешно используют и для обнаружения азота в аргоне, а также гелия в неоне. Кроме того, она позволяет повысить чувствительность [c.148]

Наряду с внутренними факторами (структура и химический состав материала, упругопластическое состояние, состояние поверхности), которые характеризуют свойства исследуемого металла, на величину т. э. д. с. и чувствительность метода влияют внешние факторы температура нагрева и материал наконечника, давление на наконечник, конструкция токоподвода и др. Наибольшее влияние на величину и распределение т. э. д. с. в сварных соединениях оказывает структурная и химическая неоднородность, в значительно меньшей степени неоднородность упругопластического состояния. Увеличение температуры нагрева наконечника существенно повышает чувствительность метода. Однако повышение температуры выше оптимальной ( 100°С) может вызвать искажение результатов в связи с окислением металла и термодиффузией примесей. [c.46]

Механизмы изменения температуры в теле человека. Тепловой баланс каждого участка тела поддерживается за счет трех факторов 1) генерации тепла вследствие метаболизма 2) обмена теплом с соседними участками тела из-за термодиффузии [c.273]

К сожалению, систематические измерения термодиффузионных факторов в смесях инертных газов еще не проделаны. Отдельные результаты опубликованы, однако данных, необходимых для того, чтобы сделать заключение о пригодности той или иной модели потенциала и справедливости комбинационных соотношений, пока не существует. Кроме того, за важным исключением термодиффузии изотопов, для обычной термодиффузии отсутствует закон соответственных состояний, подобный закону для диффузии бинарной смеси. И хотя это обстоятельство затрудняет систематическое изучение, здесь появляется возможность более строгой проверки теории. [c.285]

Вследствие того что термодиффузия обусловлена перепадом температур, число разделительных ступеней в данном случае связано не только с какой-либо одной фиксированной температурой, как это имело место при дистилляции, но и с отношением температур Т2/Т1. Поэтому величине а дистилляционной колонки в термодиффузионных процессах соответствует выражение Т21Т1) . Фактор термодиффузии р (в литературе он часто обозначается через а) [c.173]

Определим теперь составляющую теплопроводности благодаря терм о диффузии и диффузионному термоэффекту. Вклад этой третьей составляющей тяжелых частиц (к которым можно отнести молекулы, атомы и ионы) по сравнению со значениями первой и второй составляющих настолько мал, что этой составляющей можно пренебречь. Это можно показать расчетом. Наибольший вклад от термодиффузии, который можно принять во внимание,— это приведенный выше вклад от термодиффузии электронов. Для газа Лоренца Валдман [Л. 6-11], пользуясь уравнением Больцмана для удара, вычислил термодиффузионный фактор а и кон- [c.269]

Основной движущей силой термодиффузионного разделения является перепад (градиент) температуры At, создаваемый в замкнутом объеме. Практически это осуществляется в узком зазоре между двумя коаксиально расположенными цилиндрами разного диаметра, один из которых подогревается, а другой охлаждается. Основные факторы, влияющие на разделение УВ по классам в процессе термодиффузии молекулярная масса, молекулярный объем, поверхность молекул и температура кипения. Установлено [Кга-mers Н., Broeder J. J., 1948 г.], что под влиянием этих факторов в нижней части колонки будут концентрироваться [c.118]

В соответствии с этим УВ при термодиффузии располагаются от верха к низу колонки в такой последовательности легкие н-алканы, тяжелые н-алканы, изоалканы, моноцикланы, бицикланы и по-лицикланы, т. е. определяющим фактором является не молекулярная масса, а плотность молекул и молекулярный объем. [c.119]

Сразу же после проведения первых экспериментов с ВЧ разрядом было высказано предположение, что одним из механизмов разделения в устройстве с бегущим магнитным полем может быть термодиффузиия в нейтральном компоненте плазмы [4, 5]. Действительно, внутренняя часть газового разряда оказывается нагретой до значительных температур, в то время как стенка разрядной камеры охлаждается проточной водой. Возникающий перепад температур приводит к появлению радиального термодиффузионного эффекта для нейтралов, в результате чего пристеночная область обогащается тяжёлым компонентом. Другим важным фактором является то, что осевая электромагнитная сила, связанная со взаимодействием азимутального тока jip) с радиальным магнитным полем (Вг), неоднородна по радиусу (увеличивается с радиальной координатой). В этих условиях бегущая магнитная волна не только поджимает газ в осевом направлении, но и вызывает вследствие преимущественного увлечения плазмы вблизи стенок появление циркуляции, которая преобразует первичный радиальный термодиффузионный эффект в продольный и в принципе может приводить к умножению эффекта по длине системы. Фактически было высказано предположение, что ВЧ система с бегущим магнитным полем является термодиффузионной колонной. [c.349]

Формула (1.8) является уравнение.м материального баланса растворенного вещества в процессе его движения через вмещающие породы. При выводе уравнения (1.8) нами не учитывались термодиффузионный перенос вещества, обусловленный наличием градиента температуры в среде, и другие факторы миграции. Термодиффузию можно учесть теоретически, вводя в правую часть уравнения (1.8) дополнительное слагаемое Я Д Г (где Я. — коэффициент тер5годиф-фузии, Т — абсолютная температура среды). Однако из-за отсутствия экспериментальных данных по термодиффузионному переносу вещества в горных порода.х мы этот процесс рассматривать не будем. [c.11]

Из соотношения (5.8) следует, что коэффициент разделения при термодиффузии без конвекции нетрудно оценить, если известна постоянная термо диффузии ат (термо диффузионный фактор), зависящая от природы компонентов смеси. С некоторым приближением величина ат может быть найдена расчетным путем исходя из положений молекулярной теории смеси газов с налон ен-ным на эту смесь температурным градиентом. Для проведения со- [c.288]

Изучение термодиффузии в газах позволяет решать и обратную задачу — установление характера межмолекулярного взаимодействия в этих газах, а следовательно, и отклонение их свойств от идеальности [100—102]. Для этой цели могут быть использованы результаты опытов по разделению смесей газов в термодиффузион-пых колоннах [103—106]. Так, в работе [105] на основании данных о температурной зависимости фактора разделения (колонна с нагреваемой проволокой) для смесей азот—углекислый газ и метан— аргон были валены значения показателя v в инверсионной модели, которые оказались равными 5,5 и 9,3 соответственно. Эти значения V удовлетворительно согласуются со значениями v, полученными исходя из данных о кинетических свойствах указанных смесей. [c.307]

По аналогии с работой термодиффузионной колонны для разделения газовой sie H при разделении жидкой смеси перенос интересующего компонента по высоте колонны в безотборном режиме будет также описываться уравнением вида (5.53) или (5.57). Соответствующие выражения для коэффициентов переноса при этом будут определяться точностью используемых приближений в рассматриваемых моделях массообмена. Поскольку в жидкой смеси, находящейся в колонне, конвективная скорость переноса существенно выше скорости переноса за счет молекулярной дпй фузии, то можно принять, что в случае жидкостной термодиффузии Кс- С учетом этого, как показано в работе [132], выражение для фактора разделения колонны, работающей в стационарном состоянии, можно записать в виде [c.309]

В заключение кратко остановимся на зависимости тер.модиффузион-ного фактора Ит от концентрации. Рассмотрим смеси одноатомных газов, для которых зависимость От от состава представляет собой вогнутую кривую, причем степень вогнутост уменьшается с увеличением отношения масс молекул компонент смеси (рис. 11-26—11-32). Термодиффузионный фактор уменьшается с увеличением концентрации тяжелой компоненты. Это, по-видимому, как и в случае теплопроводности смесей 137], обусловлено тем, что вклад молекул более легкой компоненты в термодиффузию понижается из-за уменьшения их скорости при столкновении с молекулами более тяжелой компоненты, соответственно вклад более тяжелой компоненты в термодиффузию смеси возрастает. [c.302]

В 1934 г. А. В. Лыковым было открыто явление термодиффузии жидкой влаги, или термовлагопро-водности, и установлен новый фактор, вызывающий перемещение влаги в материале,—температурный [c.25]

Три комбршации коэффициентов обычной диффузии п термодиффузии имеют специальные названия коэффициент Соре s ,, термодиффузионный фактор а, термодиффузионное отношение к . Они определяются следующими выражениями [c.145]

Дальнейшая проверка теории может заключаться в применении полученных описанным выше способом потенциалов к расчету коэффициентов самодиффузии и термодиффузии изотопов. Эти частные случаи коэффициентов диффузии и термодиффузии мы будем изучать в следующем параграфе. Они особенно важны для проверки теории, поскольку зависят от иных 12-интегралов, чем коэффициенты вязкости и теплопроводности. В частности, термодиффузионный фактор смеси изотопов в отличие от всех других коэффициентов переноса очещ> слабо зависит от параметра о, определяющего размеры области взаимодействия, и очень сильно — от параметра е, определяющего интенсивность взаимодействия. Было обнаружено, что если вычислять коэффициенты самодиффузии с помощью модельных потенциалов, полученных по данным для вязкости и теплопроводности, то расхождение с экспериментом оказывается таким же, как и в случае вязкости и теплопроводности. Для термодиффузионного же фактора смеси изотопов согласие оказывается не таким хорошим. Тем не менее вычисленное значение отличается от измеренного на величину, не превышающую максимальных ошибок эксперимента. Значения вириальных коэффициентов, вычисленных с использованием потенциалов, найденных по коэффициентам переноса, качественно согласуются с экспериментом, однако расхождение превьппает ошибку опыта. Единственное исключение представляет криптон, для которого с помощью двухпараметрического потенциала можно обеспечить согласие теории с экспериментом либо для всех коэффициентов переноса, но не для вириальных ко- ффициентов, либо для вириальных коэффициентов и всех коэффициен- [c.275]

Ранее было показано, что последовательность значений термодиффузионного фактора сходится довольно медленно, т. е. величина не мала. Это сильно затрудняет анализ зависимости коэффициента термодиффузии от характера межмолекулярного взаимодействия. Ларанжейра [129] указал, как можно обойти эту трудность. В рамках теории, основанной на понятии средней длины свободного пробега, он показал, что величина, обратная aj, представляет собой линейную функцию и лга- Хотя нет никаких оснований надеяться, что этот результат будет справедлив и в общем случае, оказалось, что он хорошо согласуется с экспериментом. Это натолкнуло Мэзона, Вейссмана и Вендта [149] на мысль преобразовать соотношение (10.4.9) к виду [c.285]