Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Энергия переноса массы

    В моделях К-типа численно интегрируются по двум или трем измерениям уравнения сохранения массы, импульса или энергии. Перенос массы обусловлен турбулентной диффузией и пропорционален разности концентраций. [c.121]

    Первый закон термодинамики. При переходе системы из начального состояния 1 в конечное состояние 2 получаемая системой от окружающей среды сумма работы А, теплоты Q и энергии переноса массы Z ) определяется только состояниями 1 и 2 эта сумма не зависит от того, каким способом осуществляется переход из 1 в 2. Это означает, что существует такая величина U, характеризующая внутреннее состояние системы, что разность. ее значений в состояниях 1 и 2 определяется соотношением [c.16]


    ИЛИ (1.2 ) записано для подсистемы, энергия которой изменяется в результате того, что эта подсистема обменивается энергией с другими частями системы (окружающей средой) с помощью различных механизмов взаимодействия. Работа А, теплота Q и энергия переноса массы Z представляют собой количества энергии, получаемой через соответствующие контакты. [c.17]

    Читатель должен быть знаком с понятиями работы и теплоты хотя бы из курса элементарной физики. Об энергии переноса массы Z, возможно, известно меньше. Она представляет собой количество энергии, которая передается системе не в виде работы или теплоты, а при переносе массы вещества из окружающей среды. Эта величина обычно вводится в учебниках термодинамики значительно позже, а именно при рассмотрении неоднородных систем. Здесь она введена для полноты формулировки первого закона термодинамики. [c.17]

    Зависимость работы, теплоты и энергии переноса массы от процесса. В отличие от II величины А, Q и Z в соотношениях (1.2) и (1.2 ) зависят от того, каким способом осуществляется переход из одного состояния в другое. Например, переход из состояния 1 [c.17]

    Обозначение й. Так как передаваемое тепло, совершаемая механическая работа и энергия переноса массы зависят от характера процесса, соответствующие бесконечно малые величины не являются точными дифференциалами функций состояния. Обозначение й введено, чтобы подчеркнуть этот момент. [c.21]

    Условия равновесия для энергии переноса массы даются соотношением [c.202]

    Если имеются две фазы, находящиеся соответственно при потенциалах Ф и Ф", то условия равновесия уже не будут определяться соотношением (4.3), а запишутся в виде условия равновесия для энергии переноса массы для /-то компонента по отношению к фазам 1 и 2  [c.218]

    Материал книги охватывает важнейшие проблемы современной инженерной химии приложение законов физической химии к решению инженерные задач, явления переноса массы, энергии и количества движения, вопросы теории подобия, теорию химических реакторов, проблемы нестационарные процессов. Специальные главы посвящены методам математической статистики и вопросам оптимизации химико-технологических процессов. [c.5]

    Обычно в каждом единичном процессе приходится иметь дело с явлениями, проходящими по разному механизму. Перенос массы может осуществляться диффузией и конвекцией, теплообмен — теплопроводностью, конвекцией и излучением химическое превращение проходит обычно через промежуточные стадии, нередко также с различными механизмами, а стехиометрическое уравнение представляет собой баланс многих частных реакций и выражает суммарно конечный результат Того, что происходит в системе. В гетерогенных системах реакция осуществляется на границе раздела фаз, ей сопутствует перенос исходных веществ из реагирующих систем в зону реакции и продуктов с поверхности контакта в глубь фаз (диффузия и конвекция). Одновременно происходит теплообмен, при котором тепловая энергия подводится в систему или отводится от нее. Все эти явления могут быть последовательными и параллельными. [c.348]


    Гетерогенно-каталитический процесс как причинно-следственная система. Объект нашего исследования формализуется как сложная физико-химическая система (ФХС), под которой понимается многофазная, многокомпонентная, в общем случае неоднородная сплошная среда, распределенная в пространстве (в пределах рабочего объема аппарата) и переменная во времени, в каждой точке гомогенности которой и на границе раздела фаз имеет место перенос массы, импульса, энергии, момента импульса, заряда при наличии источников (стоков) этих субстанций [10]. [c.31]

    Активационная теория самодиффузии в плотных кристаллических и аморфных средах исходит из положения, что в кристаллической решетке вследствие теплового движения происходит непрерывное перераспределение дефектов структуры (вакансий). Движение вакансий эквивалентно миграции частиц. Перенос массы возможен при одновременном соблюдении двух условий возникновении вакансии и достижении достаточно большой энергии колебаний частицы около положения равновесия. Если энергия колебаний велика или размеры частицы незначительны (водород, азот, углерод) возможна их миграция в междоузлиях решетки, что имеет место в металлических мембранах. В твердых растворах замешения движение частиц может происходить не только за счет вакансий, но и в результате обмена с соседними частицами. В матрицах аморфной структуры роль вакансий играют микрополости или дырки . [c.77]

    При системном анализе процессы измельчения- смешения сыпучих материалов [4] определяются как процессы взаимодействия ансамбля измельчаемых и смешиваемых частиц различного сорта и различных размеров с несущей средой и между собой при наличии внешних воздействий на двух уровнях иерархии. На локальном (микро) уровне действуют внешние поверхностные и массовые силы и силы взаимодействия между несущей фазой и частицами (силы Архимеда, Стокса, Жуковского и Магнуса). При определенных свойствах обрабатываемых веществ и несущей среды возможны дополнительные электромагнитные силы. В результате этого в системе происходит перенос массы, импульса, энергии и заряда. Внешняя механическая энергия или энергия другого вида, превращенная в нее внутри системы, расходуется на работу против сил молекулярного сцепления и электростатического взаимодействия, преодоление сил взаимодействия внутри частицы, на накопление упругих деформаций, переходящих в пластические и во внутреннюю энергию. Частично энергия упругих деформаций создает в системе дефекты, микронапряжения и микротрещины. [c.113]

    Обобщенный технологический оператор Т является совокупностью простейших операторов, соответствующих различным типам процессов химического производства. К ним следует отнести операторы смешения, деления, изменения энтальпии, изменения давления, химического превращения. Оператор деления может быть двух типов простой делитель потоков и выделение отдельных чистых веществ (или фракций). На основании физико-химических и технологических свойств процессов при разработке технологической схемы необходимо выбрать для каждого из них соответствующий оператор Т. Поскольку основные процессы химической технологии базируются на явлениях переноса массы, энергии, кинетики реакций в условиях относительного движения фаз, определяющих гидродинамическую обстановку в аппарате, то математическое описание технологического оператора будет основываться на законах сохранения массы, энергии и импульса, законах термодинамики многофазных систем, законах тепломассопереноса и т. д. На этапе расчета технологической схемы каждому технологическому оператору необходимо сопоставить адекватный в смысле воспроизведения реальных условий оператор математического описания процесса, такой, что [c.76]

    Длина пути слияния вихрей может быть определена по модели турбулентности Тейлора [71. Длина пути слияния или смешения будет равна среднему пути движущегося вихря до его исчезновения и потери им индивидуальности. Этот вихрь отдает потоку свою энергию, а при наличии массообмена переносит массу вещества.  [c.115]

    Молекулярная диффузия. Молекулярная диффузия представляет собой область микрокинетики, когда перенос массы вещества осуществляется молекулами. Молекулы газа непрерывно находятся в движении и сталкиваются друг с другом. Число таких столкновений, вследствие больших скоростей и большого числа молекул, очень велико. Молекулы как бы взаимно расталкивают друг друга, в результате чего направление и скорость движения молекул непрерывно меняются. Громадное число столкновений между молекулами приводит к тому, что они в массе не столько движутся в каком-либо направлении, сколько толкутся на месте. Этим и объясняется постоянное, самопроизвольное, медленное перемешивание молекул газа, перенос энергии и массы. [c.192]


    При развитии турбулентности инерционные силы становятся сравнимыми с вязкостными и, следовательно, энергия и масса переносятся ие только при помощи молекулярного, но и турбулентного обмена. [c.203]

    Для одного и того же значения фактора динамического состояния двухфазной системы / коэффициенты турбулентного переноса массы и энергии Zp — величины одного и того же порядка, поэтому устанавливается следующая пропорциональность между коэффициентом массопередачи К, перепадом давления ДР,, и скоростью потока w  [c.247]

    Создавая математическую модель, исследователь формализует рассматриваемый процесс или элемент, представляя его в виде математической связи между входными и выходными параметрами. Точность воспроизведения сущности рассматриваемого процесса на модели будет зависеть от степени изученности его. Составление математического описания, например, процесса получения и выделения продуктов реакции основывается на степени изученности процесса и составляющих его элементов, на знаниях о всех существенных внешних и внутренних связях. Источником этих сведений обычно являются фундаментальные исследования в области термодинамики, химической кинетики и явлений переноса. Основываясь на фундаментальных законах термодинамики, можно записать уравнения для определения тепловой нагрузки на конденсатор, подогреватель, кипятильник, найти равновесные составы химической реакции и т. д. На основе законов химической кинетики можно установить механизм реакции, определить скорости образования продуктов. Как для процесса в целом, так и для отдельных его элементов записываются фундаментальные уравнения переноса массы, энергии и момента. С точки зрения машинной реализации математического описания процесса получения и выделения продуктов реакции этой задаче свойственны причинно-следственные отношения между элементами, так как модели и реактора, и колонны в своей структуре содержат большое число взаимосвязанных подзадач. В этом смысле к математической модели технологического процесса применимы общие принципы системного анализа. [c.8]

    Детерминированная составляющая на основе фундаментальных законов переноса массы и энергии позволяет строго теоретически определить скорость протекания того или иного процесса, а следовательно, и кинетическое время /к, необходимое для достижения конечного состояния или завершенности процесса при данной скорости. Однако в промышленных аппаратах действительное время завершения процесса может и не соответствовать времени /к, полученному на основе кинетических законов, так как зависит от условий протекания процесса в аппарате, от характера распределения потоков в аппарате, от их структуры, непосредственно связанной с конструкцией аппаратов, внешним подводом энергии, наличием в аппарате перемешивающих устройств, отражательных перегородок, колпачков, насадок, различной структуры потоков отдельных фаз в многофазных системах и т. п. Очевидно, то расчет процессов сводится к определению и сравнению и прпчем всегда должно выдерживаться соотношение [c.24]

    К третьему уровню иерархии относятся явления, связанные с процессом взаимодействия системы кристалл — несущая (сплошная) фаза. Наглядную картину структуры связей ФХС демонстрирует обычно диаграмма взаимных влияний физических и химических явлений системы. При построении такой диаграммы ФХС представляем в виде набора элементов и их связей. При этом узлам диаграммы ставятся в соответствие отдельные явления или эффекты в системе, а дугам — причинно-следственные связи между ними (рис. 1). Растущая кристаллическая частица движется в объеме сплошной фазы под действием сил сопротивления, инерционных, тяжести, подвергаясь одновременно воздействию механизма переноса массы ПМ, энергии ПЭ и импульса ПИ через границу раздела фаз в направлении 1- 2 (где 1 означает принадлежность к сплошной фазе, 2 — к кристаллу). Процесс кристаллизации на частице идет при неравновесии химических потенциалов вещества в несущей фазе и в частице Д , неравновесности по температурам фаз Ат скоростной неравновесности А , т. е. при несовпадении скоростей фаз. Поэтому естественно принять, что рассматриваемая неравновесность гетерогенной системы и обусловливает совокупность явлений, составляющих механизм межфазного переноса при кристаллизации. Причем неравновесность гетерогенной системы в целом (по Ац, Ат, А ) обусловливает в качестве прямого эффекта (сплошные дуги) перенос массы через поверхность в направлении 1- 2 (дуги 1, 2, 3). Каждый вид неравновесности обусловливает прежде всего перенос соответствующей субстанции (дуги 4, 5) и одновременно оказывает перекрестное или косвенное влияние (пунктирные дуги) на перенос других субстанций (для ПЭ — дуги 6, 9 для ПИ — дуги 7, 8). [c.8]

    Перенос массы и энергии через границу раздела фаз в направлении 1- 2 приводит к изменению поверхностной энергии кристалла (дуги 17, 18). Изменение поверхностной энергии кристалла (в частности, неравномерности поверхностного натяжения А,,) может привести к изменению формы кристалла, изменению границы раздела фаз (дуги 19), изменению его поверхности. [c.8]

    Форма описания стохастических свойств процесса кристаллизации, дополненная детерминированными моделями переноса массы, импульса и энергии, в итоге должна привести к общей математической модели четвертого уровня иерархии процесса кристаллизации. Уравнения первого, второго, третьего и четвертого уровней иерархической структуры эффектов процесса кристаллизации входят составной частью в математическое описание явлений пятого уровня, как математическое описание подсистем всей системы в масштабе кристаллизатора. Практика показала, что это описание прежде всего должно быть достаточно удобным и простым. Поэтому информацию, поступающую с нижних уровней, необходимо максимально сжать и подать на верхний уровень в достаточно простой и компактной форме. Сжатие информации достигается оценкой порядка малости величин, входящих в описания нижних уровней  [c.12]

    Детерминированная составляющая на основе фундаментальных законов - закона Ньютона, переноса массы и энергии и т. п. - позволяет строго теоретически определить скорость протекания того или иного процесса, а следовательно, и время для достижения конечного состояния или завершенности процесса при данной скорости. Однако в промышленных аппаратах действительное время завершения процесса может не соответствовать времени, полученному на основе классических законов, так как оно зависит от условий протекания процесса в аппарате, характера структуры потоков, обусловленного конструкцией аппарата, внешнего подвода энергии, наличия в аппарате устройств, изменяющих характер и направление движения пара и жидкости, и т. д. [c.9]

    Уравнения (5.21) — (5.23) отличаются от соответствующих уравнений для двухмерного потока однородной среды тем, что в них включены члены, отражающие влияние поперечного потока пара на интенсивность переноса импульса, энергии и массы. При конденсации пара из парогазовой смеси составляющая скорости продольного потока смеси в направлении оси у, нормальной к поверхности раздела фаз, равна нулю и реальным в указанном направлении является лишь поток активного компонента парогазовой смеси, т. е. пара. Поэтому в уравнении (5.21) второй член левой части ( РпИ п выражает импульсную силу взаимодействия [c.158]

    Основу детерминированных математических описаний элементов ХТС составляют уравнения переноса массы, энергии и импульса [180]. Для нестационарного режима эти уравнения имеют вид [c.296]

    Другие потери, а именно, потери на отрыв пограничного слоя и выравнивание параметров потока, составляющие наибольщую часть при движении вязкого газа в криволинейном канале [16], будут отсутствовать в связи с постоянным радиусом кривизны. В ВТ с ВЗУ подобные крупномасштабные структуры с характерными для них свойствами поступают в камеру энергетического разделения, получая дальнейшее развитие, где следует ожидать их активное участие в процессах температурного разделения газа (переносах массы и энергии). [c.37]

    Методы расчета матрицы , / коэффициентов переноса массы рассмотрены в [10, 12]. Баланс энергии записывается теперь в виде [c.422]

    Размерность коэффициента проводимости К, естественно, различна для переноса энергии и массы. При переносе тепла это будет [Вт/(м-К)], при переносе элект- [c.25]

    Уравнение (10) справедливо для всех случаев переноса, когда дР/дх является непрерывной функцией, а именно для переноса тепла, электричества, механической энергии и массы, при этом изменяются только размерности и значения величин К, Р и Q. Исключением является перенос лучистой энергии, не подчиняющийся этой простой закономерности. В тех случаях, когда функция Р=Цх) не является гладкой, а функция дР/дх прерывна, можно рассматривать итог переноса как совокупность последовательно расположенных звеньев, причем для каждого звена [c.26]

    Для величины Z автор пользуется термином mass a tion , не имеющим однозначного эквивалента в литературе на русском языке. Мы будем дюльзоваться термином энергия переноса массы .— Прим. ред. [c.16]

    Слеттери Д. С. Теория переноса импульса, энергии и массы в сплошных средах.— М. Энергия, 1978.— 448 с. [c.199]

    Нет смысла более подробно останавливаться на деталях данной системы формализации знаний, поскольку они подробно освещены в отдельном издании настоящей серии по системному анализу процессов химической технологии [9]. Отметим только, что этот подход основан на формулировке обобщенной системы уравнений переноса массы, энергии, импульса, момента импульса, электрического и магнитного заряда с учетом всех возможных видов превращений вещества и энергии (исключая внутриатомные), преобразовании обобщенной системы уравнений переноса с помощью локального варианта уравнения Гиббса, получении на этой основе обобщенной диссипативной функции физико-химической системы, декомпозиции обобщенной диссипативной функции на все возможные виды диссипации энергии, введении диаграммной символики для каждого вида диссипации и дополнении этой символики диаграммным изображением сопутствующих явлений недиссинатив- [c.226]

    В тепло-массообменных процессах воздействия должны быть связаны с ускорением переноса энергии и массы. Из физической сущности тепло-массопереноса следует, что интенсификация может идти по пути создания больших градиентов, влияния на конвективный перенос, непосредственно на коэффициентны переноса, а также по пути управления распределением источников. Когда создание больших градиентов лимитировано свойствами перерабатываемых веществ или технологическими условиями, перспективно физическое воздействие через конвективный тепло-массоперенос. Существенный вклад может дать управляемое пространственно-временное распределение внутрен-. них источников тепла, генерируемых различными полями или частицами. Наконец, возможно влияние непосредственно на коэффициенты переноса, например утоньчение пограничных слоев под воздействием колебаний и т. п. [c.18]

    Пренмуществеииое влияние того или иного механизма определяет ся гидродинамической обстановкой процесса. Механизм переноса в пре делах каждой фазы непосредственно связан с гидродинамикой одно фазного потока, механизм же переноса через поверхность раздела фаз — с гидродинамикой двухфазного потока. Поэтому прн макропереносе вещества важное значение приобретает вихревое движение жидкости, так как вихри являются переносчиками энергии и вещества в потоке. Анализ вихревого движения жидкости объясняет механизм перемещения частиц и многие факты, наблюдаемые в процессах переноса массы. [c.90]

    Процессы химической технологии по своей природе детер-минированно-стохастические, т. е. существуют вполне определенные связи между физико-химическими параметрами, определяемые фундаментальными законами переноса массы, энергии импульса, а также условиями нестационарности и стохастики (распределение частиц потока массы или энергии во времени). [c.22]

    Для описания явлений четвертого уровня иерархической структуры ФХС могут быть использованы методы статистической теории механики суспензий, гидромеханические модели, основанные на представлениях о взаимопроникающих многоскоростных континиумах, методы механики взвешенных, кипящих дисперсных систем модели, построенные на основе математических методов кинетической теории газов, и др. В частности, для ФХС с малыми параметрами (давлениями, скоростями, температурами, напряжениями и т. д.) при описании процессов в полидисперсных средах эффективен прием распространения метода статистических ансамблей Гиббса на совокупность макровключений (твердых частиц, капель, пузырей) дисперсной среды. Та или иная форма описания стохастических свойств ФХС, дополненная детерминированными моделями переноса массы, энергии импульса в пределах фаз, в итоге приводит к общей математической модели четвертого уровня иерар- [c.44]

    Для получения количественных показателей эффективности и степени совершенства ХТС в настоящее время все больше используют термоэкономический принцип. Термоэкономика — это подход к анализу ХТС, заключающийся в комбинации термодинамического анализа и экономической оптимизации. Термодинамический анализ описывает и изучает общую направленность течения процесса, закономерности переноса массы и энергии, а также устанавливает общие альтернативы реализации процесса. Определение альтернатив в термодинамике основано на использовании таких категорий, как эффективность, продуктивность, энтропия образования, необратимость, эксергия и др. [c.190]

    К третьему уровню иерархии ФХС (рис. 1.1) можно отнести следующие явления [1, 20, 21 ]. Элемент дисперсной фазы (пузырь, капля), в котором протекают химические реакции как в объеме, так и на межфазной границе, движется в объеме сплошной фазы под действием сил Архимеда, инерционных сил и сил сопротивления, подвергаясь одновременно воздействию механизма переноса массы (ПМ), энергии (ПЭ) и импульса (ПИ) через границу раздела фаз в направлении 1 2. В качестве исходной причины возникновения межфазных потоков субстанций, обусловливающей всю совокупность явлений, составляюпщх механизм межфазного переноса, естественно принять неравновесность гетерогенной [c.26]

    Перенос массы и энергии через границу раздела фаз нарушает равновесие сил на межфазной границе и обусловливает (дуги 7, S) местные неравномерности ее поверхностного натяжения (AJ. Локальные изменения поверхностного натяжения (А ) являются основной причиной (дуга 14) возникновения межфазной спонтанной конвекции (МСПК), которую можно подразделить на две категории упорядоченную (МСПК-У) и неупорядоченную (МСИК-НУ) [211. [c.28]

    Деформация границы раздела фаз связана с целым рядом эффектов, из которых к наиболее существенным можно отнести следующие а) дробление капель или пузырей (ДР2) и связанное с этим изменение площади межфазной поверхности (ИПГРФ) (дуги 41, 42, 48) б) развитие межфазной турбулентности (МТУР), спонтанного эмульгирования (СПЭМ) и явления поверхностной эластичности (ПЭЛ) (дуги 43, 44, 45, 49, 50) в) изменение термодинамических характеристик в объеме включения (ИТХа) давления насыщения, температуры, состава степени отклонения от химического равновесия (Ай2) и т. п. (дуги 46, 47). Перечисленные эффекты, связанные с деформацией границы раздела фаз, интенсифицируют процессы межфазного переноса массы (ПМ1 2), энергии (ПЭ1 2) и импульса (ПИ1 2). Это влияние условно отображается обратной связью 51. При выделении эффектов третьего уровня иерархии ФХС предполагается, что межфазный перенос субстанций всех видов осуществляется в полубесконечную среду (т. е. отсутствуют эффекты стесненности). [c.29]

    Потоки массы и энергии обусловливают (дуги 10—13) изменение физических и термодинамических характеристик (ИФТХ) фаз вязкости, плотности, теплокоемкости, энтальпии и т. д., которые в свою очередь изменяют перенос массы и энергии в сплошной фазе (дуги 14—15). Изменения физико-химических характеристик фаз оказывают влияние на степень удаления гетерогенной системы от равновесия, что условно отображается обратной. связью (дуга 16). [c.8]

    Изменение границы раздела фаз ИГРФ связано с целым рядом эффектов, из которых к наиболее существенным можно отнести следующие дробление или истирание кристаллов Ик и связанное с этим изменение площади поверхности раздела фаз ИПГРФ изменение термодинамических характеристик кристалла ИТХ . температуры, состава и т. д. (дуги 24, 25, 26). Перечисленные эффекты, связанные с изменением границы раздела фаз, влияют на перенос массы, импульса и энергии, что условно обозначено дугами 27, 28. [c.10]

    Отдельный круг вопросов - связь теплопроводности и вязкости. Если такая зависимость существует, то в совокушюети с (1У.1.2) получается взаимосвязь всех трех кинетических коэффициентов, характеристик процессов переноса массы, количества движения и энергии. [c.70]

Смотреть страницы где упоминается термин Энергия переноса массы: [c.442]    [c.18]    [c.21]    [c.83]    [c.152]    [c.26]   
Термодинамика (0) -- [ c.16 , c.17 , c.202 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Масса-энергия



© 2025 chem21.info Реклама на сайте