Диффузия поперечная, коэффициент

Рис. У-24. Поля коэффициентов продольной турбулентной диффузии (а) и поперечной диффузии (6) в барботажном слое (о=л/й — безразмерный радиус) [1931

Условия процесса могут быть постоянными по всему сечению реактора только при хорошем поперечном перемешивании реагирующей смеси. Последнее обычно описывается эффективным коэффициентом поперечной диффузии Е . В неподвижном слое поперечное перемешивание вызывается разделением и слиянием потоков при обтекании твердых частиц. Анализ этого процесса с помощью метода случайных блужданий приводит к значению радиального числа Пекле Ре = vdJE , равному — 8. В многочисленных экспериментальных исследованиях в неподвижных слоях без химических реакций были найдены числа Пекле от 8 до 15 причем при Ке > 10 число Пекле не зависит от числа Рейнольдса. Это подтверждает предположение о том, что поперечное перемешивание является чисто гидродинамическим эффектом. Числа Пекле для переноса тепла те же, что и для переноса вещества, а это говорит о пренебрежимо малой роли твердых частиц в процессе поперечной теплопроводности. С уменьшением числа Рейнольдса ниже 10 число Пекле сначала возрастает, но затем начинает уменьшаться, так как при [c.263]

Взаимодействие неоднородного профиля скоростей по сечению реактора и поперечной диффузии также приводит к эффективной продольной дисперсии потока. Это было впервые показано Тейлором, который предложил простой п изящный экспериментальный метод измерения продольного эффективного коэффициента диффузии. Рассмотрим, например, светочувствительную жидкость, текущую в ламинарном режиме через цилиндрическую трубу. Вспышка света, проходящего через узкую щель, может окрасить в синий цвет диск Ж1ЩК0СТИ, перпендикулярный к направлению потока. Если бы диффузии пе было, то этот диск превратился бы в параболоид, причем его край, соприкасающийся со стенкой трубы, не двигался бы вообще, а центр перемещался бы со скоростью, вдвое большей средней скорости потока. Однако при этом области с низкой концентрацией трассирующего вещества окажутся в непосредственной близости к поверхности, где эта концентрация высока, и благодаря диффузии эта поверхность начнет размываться. Трассирующее вещество в центре трубы будет двигаться к периферии — в область, где течение медленнее, а трассирующее вещество у стенок — внутрь трубы, где течение быстрее. В результате концентрация по сечению трубы станет более однородной и получится колоколообразное распределение средней по сечению концентрации трассирующего вещества, центр которого будет перемещаться со средней скоростью потока. Дисперсия относительно центра распределения, служащая мерой продольного перемешивания потока, будет нри этом обратно пронорциональна коэффициенту поперечной диффузии, так как чем быстрее протекает поперечная диффузия, тем меньше влияние неоднородности профиля скоростей по сечению трубы на продольную дисперсию потока. Тейлор пашел, что эффективный коэффипиеит продольной диффузии для ламинарного потока в трубе радиусом а равен 149,0. Более детальное исследование показывает, что эффективный коэффициент продольной диффузии имеет вид [c.291]

Коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом диффузии, определяет кинетику процесса. Наиболее полное представление о закономерностях процесса диффузии может быть получено по значениям коэффициента диффузии, зависимости коэффициента диффузии от температуры, значениям энергии активации диффузии. Коэффициент диффузии D численно равен массе вещества (диффузанта), продиффундировавшего через единицу площади поперечного сечения за 1 с при градиенте концентрации, равном единице, и имеет размерность см с. Уравнение (HI.37) описывает закономерность диффузии в случае стационарного [c.127]

Согласно теории Уитмана и Льюиса, в ядре потока концентрахщя постоянная и процесс переноса описывается одномерным стационарным уравнением молекулярной диффузии в тонких пленках при условии фазового равновесия на границе раздела жидкость - жидкость или жидкость - газ. Скорость массопередачи по каждой из фаз определяется выражением (4.3), в котором частные коэффициенты массопередачи равны К1 =1)1/61 и К2 =02182, где >1, /)2, 51, 2 - коэффициенты диффузии и поперечные размеры пленок соответствующих фаз (см. рис. 4.1). Пленочная теория не дает методов для определения толщин пленок 5, и 62, которые зависят от физико-химических свойств жидкостей и гидродинамических условий протекаемых процессов. [c.173]

В случае турбулентного течения в трубе соответствующие отношения между эффективными продольным и поперечным коэффициентами диффузии не превышают обычно 10 . Однако времена, через которые наступает такое отношение, определяются выражением [c.111]

Из уравнения (У.7) следует, что для секционированной колонны эффект продольного перемешивания обусловлен наличием конечного числа ячеек полного перемешивания и турбулентным перемешиванием между соседними ячейками. Величина Епл представляет собой не истинный коэффициент продольной турбулентной диффузии, а фиктивный, отнесенный ко всему поперечному сечению колонны. Этот коэффициент связан с коэффициентом продольной турбулентной диффузии п.т в сечении отверстия секционирующего кольца диаметром Дз соотношением [c.152]

Су—обобщенный коэффициент турбулентной диффузии — поперечное дутье (Саттон [843]) [c.14]

Таким образом, процесс диффузионного переноса вещества в пористой среде можно считать определяемым локальным коэффициентом молекулярной диффузии с некоторой дополнительной составляющей, связанной с наличием поперечного переноса концентраций, обусловленных различными локальными скоростями движения жидкости в пористой среде. Эту составляющую называют также тейлоровской диффузией, а суммарный коэффициент диффузии О — коэффициентом дисперсии. [c.32]

В колонных массообменных аппаратах с интенсивным механическим перемешиванием эффект продольного перемешивания преимущественно обусловливается турбулентной диффузией. Это связано с быстрым уменьшением роли поперечной неравномерности при увеличении коэффициента поперечного перемешивания поп [c.61]

В режиме послойного переноса, когда влияние процессов поперечной дисперсии минимально, миграция в двухслойном пласте (рис. 3.3, а) характеризуется независимым продвижением концентрационных фронтов в каждом из слоев, так что размер зоны относительного смещения этих фронтов пропорционален разности действительных скоростей фильтрации. При плановом изменении функции к г) (рис. 3.3, б-д) процесс может описываться одномерным уравнением конвективной диффузии с коэффициентом 1) , растущим во времени [c.131]

Я,. — эффективный коэффициент поперечной диффузии. [c.299]

Эффективный коэффициент диффузии позволяет описывать пористое зерно как гипотетическую псевдогомогенную систему, в поперечном сечении которой диффузионный поток одинаков и характеризуется значением [c.285]

Число Пекле, характеризующее поперечное перемешивание потока, находится, как отмечалось выше, в пределах от 8 до 15. В то же время продольное число Пекле примерно равно 2, откуда следует, что эффективный коэффициент продольной диффузии в 4—7 раз превышает эффективный коэффициент поперечной диффузии Е . Простые рассуждения показывают, почему это так. Свободный объем неподвижного слоя состоит из относительно больших пустот, соединенных узкнмп каналами. Например, при правильной ромбоэдрической упаковке сферических частиц доля свободного объема в плоскости, проходящей через центры сфер, составляет 9%. Если разделить слой между двумя такими плоскостями на три части, то доля свободного объема в средне трети будет равна 41 %, а в верхней и нижней третях — 18% при средней доле свободного объема 26%. Поэтому можно представить, что реагенты быстро перетекают из одного свободного объема в следующий, и ноток проходит как бы через цепь последовательно соединенных реакторов идеального смешения. В разделе VII.8 мы видели, что мгновенный импульс трассирующего вещества, введенного в первый реактор последовательности реакторов идеального смешения с общим временем контакта 0, размывается в колоколообразное распределение со средним временем [c.290]

Заметим, что с увеличением интенсивности поперечного перемешивания коэффициент осевой диффузии резко падает. Так, в аппаратах с интенсивным механическим перемешиванием потоков вклад поперечной неравномерности в явление продольного перемешивания незначителен. [c.34]

Установлено что при увеличении скорости газового потока и переходе от неподвижного слоя к находящемуся в состоянии минимального псевдоожижения не происходит скачкообразного изменения коэффициента поперечного перемешивания. Анализ экспериментальных данных показывает, что коэффициент поперечного перемешивания для неподвижного слоя и слоя, находящегося в состоянии начала псевдоожижения, составляет при малых числах Рейнольдса 0,9 от коэффициента молекулярной диффузии. Это означает, что эффекты извилистости и виХревой [c.205]

Едр — коэффициент продольной вихревой диффузии, отнесенный к поперечному сечению, занятому непрерывной фазой EJ — коэффициент продольной вихревой диффузии жидкости Е — коэффициент радиальной вихревой диффузии жидкости [c.326]

В работах [192—194] на системе воздух — вода исследовали продольное перемешивание в барботажной колонне диаметром 300 мм и высотой 5,5 м. Для распределения воздуха использовали перфорированную тарелку с долей свободного сечения 1,5% и диаметром отверстий 2,5 мм. Плотность орошения во всех опытах была постоянной =278 см/с. Скорость воздуха хюг, отнесенная к полному сечению колонны, составляла 0,02 0,06 0,10 м/с. Поля коэффициентов продольной и поперечной турбулентной диффузии определяли с помощью системы трубок, теремеща.вшихся в. радиальном направлении. В центральную трубку стационарно подавали трассер (раствор метиленового голубого красителя), через остальные отбирали пробы жидкости. В работе [193] было измерено поле концентрации газа. [c.196]

В последних работах М. X. Кишиневский использует основные количественные выводы модели проницания дав ей, однако, обоснование как модели кратковременного контакта фаз . Основой для построения такой модели считаются допущения о ламинарности движения жидкости на всем протяжении контакта, о независимости ее скорости от поперечной движению потока координаты и о кратковременности контакта фаз. Последнее допущение автор считает по существу основным, так как обоснованность первых двух часто вытекает именно из правомерности третьего при кратковременном контакте фронт диффундирующих с поверхности молекул газа успевает продвинуться на столь малое расстояние, что коэффициент турбулентной диффузии все еще остается меньше коэффициента молекулярной диффузии. На этом основании, по Кишиневскому можно пренебречь турбулентной диффузией и рассматривать движение вблизи свободной поверхности как ламинарное, не учитывая к тому же реальный профиль скоростей. [c.106]

Соответствующий коэффициент диффузии в непрерывной фазе, окружающей пузырь, должен быть равен коэффициенту поперечного перемешивания в точке начала псевдоожижения. [c.205]

О — коэффициент диффузии в газовой фазе , хр — эффективный коэффициент продольной вихревой диффузии Дкин — эффективный коэффициент про/.ольной диффузии за счет конечной скорости сорбции Дафф — суммарный эффективный коэффициент продольной диффузии Ож — коэффициент диффузии в неподвижной жидкой фазе нутр — коэффициент диффузии вещества внутрь зерен адсорбента (1 — поперечный размер зерна сорбента ( к — радиус капилляра [c.4]

Физические сведения о свойствах лагранжевых масштабов времени Т и о других структурных характеристиках турбулентности для этих течений крайне скудны. В связи с этим при практических описаниях поля С приходится прибегать к более грубым методам. По-видимому, наиболее естественным при этом является использование той полуэмпирической теории, которая исходит из независимости коэффициента турбулентной диффузии К от поперечных координат течения. Тогда в первом приближении получается [c.109]

Экспериментальные данные различных авторов по поперечному перемешиванию потока [14, 15 показывают, что при числах Рейнольдса от нескольких десятков и выше число PeJ практически не зависит от Не как для потоков газа, так и жидкости и в обоих случаях равно 10—12. При малых числах Не начинает проявляться различие между потоками газа и жидкости, связанное с различной скоростью молекулярной диффузии в жидкостях и газах. В области, где основную роль играет молекулярная диффузия, зависимость PeJ от Не становится линейной. При увеличении скорости потока возрастание эффективного коэффициента поперечной диффузии и выход [c.219]

Аналогично, если с —концентрация вещества г Д, — эффективный коэффициент диффузии у — приведенная линейная скорость потока (т. е. объемная скорость через любое поперечное сеченис реактора, деленная на общую площадь поперечного сечения, включая площадь, занятую катализатором), получаем уравнение материального баланса по каждому веществу, находящемуся в данном элементе. [c.57]

Для расчета эффективных коэффициентов диффузии, или коэффициентов продольного перемешивания, в жидкости, движущейся поперечно газовому потоку по длине тарелки (см. раздел VIII-2), предложено несколько формул. Некоторые из них рассматриваются Штербачеком рекомендующим для использования следующее уравнение [c.227]

Таким образом, при необходимости определить эффективный коэффициент диффузии для потока жидкости, движущегося в трубке постоянного сечения с различными локальными скоростями, к локальному коэффициенту диффузии добавляют некоторую дополнительную составляющую, которая связана с различным временем пребывания отдельных частиц в жидкости и с наличием поперечного переноса концентраций между отдельными частицами. В иностранной литературе такую добавочную составляющую диффузии на шают Тэйлоровской диффузией. Суммарный коэффициент D, не являющийся коэффициентом диффузии в узком смысле слова, обычно называют коэффициентом дисперсии [5]. В дальнейшем будем пользоваться этим определением. [c.203]

На рис. У-24 показаны полученные [193] поля коэффициентов продольной турбулентной диффузии (а) и поперечной диффузии жидкости (б) в барботажном слое. Видно, что поля п.т и Епоп подобны они имеют максимальное значение при безразмерном радиусе p = r/i лi0,6 и минимальное — у стенок аппарата. Это показывает, что интенсивность вихревых движений жидкости максимальна на границе между восходящими и нисходящими потоками, хотя средняя ее скорость здесь равна нулю. Заметим, что для [c.196]

Де Мария и Лонгфильд на входе газа в псевдоожиженные слои подавали ступенчатый импульс газа-трасера, равномерно распределяя его по всему поперечному сечению аппаратов диаметром 102, 710, 2130, 3960 мм. Последние два аппарата былп снабжены внутренними нагревательными элементами. Авторы обнаружили весьма заметное повышение эффективного коэффициента осевой диффузии с увеличением диаметра так, для слоя диаметром 3960 мм он был примерно в 30 раз выше, чем для слоя диаметром 25,4 мм. [c.260]

Аналогичное уравнение, предложенное Ван Демтером основано на анализе переходного процесса и базируется на эффективном коэффициенте диффузии, отнесенном к доле площади поперечного сечения слоя, занятой твердыми частицами. [c.268]

В рамках диффузионной модели (см. раздел VI. ) процессы гидродинамического перемешивангия характеризуются эффективными коэффициентами продольной и поперечной диффузии Дц, или числами Пекле Рец = ц / >ц, PeJ = и1 0 (/ — диаметр зерна). Имеющиеся экспериментальные данные по продольному перемепш-ванию свидетельствуют о различии в характере зависимости числа Пекле от числа Рейнольдса для потоков жидкости и газов (рис. VI.7). В газах при числах Рейнольдса от 30 и выше значение Рец практически постоянно и равно 2 [9, 10]. Иная картина наблюдается в случае жидких потоков. Экснериментальн ге данные, полученные различными исследователями [9—12], показывают, что в жидкостях при Не = 30-1-200 наблюдаются значительно меньшие величины Рец, чем в газах. С ростом числа Рейнольдса число Пекле обнаруживает тенденцию к увеличению, и приКе > 10 достигается /] предельное значение Ре ц = 2. При малых скоростях потока, когда перенос вещества в слое осуществляется, в основном, путем молекулярной диффузии, число Пекле линейно возрастает с увеличением числа Рейнольдса. Интересно отметить, что разброс экспериментальных значений Ре ц для потоков жидкости особенно велик и, например, приКе = 30 достигает 100%. [c.219]

Смотреть страницы где упоминается термин Диффузия поперечная, коэффициент: [c.273] [c.252] [c.550] [c.229] [c.292] [c.93] [c.245] [c.422] [c.231] [c.226] [c.227] [c.63] [c.222] [c.138] [c.286] [c.301] [c.326] [c.326] [c.102] [c.101]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология