Диффузионные процессы времени пребывания

О влиянии температуры на процесс крашения прямыми красителями целлюлозных волокон можно судить по данным рис. 18. При малом времени пребывания волокнистого материала в красильной ванне поглощение красителя волокном тем больше, чем выше температура крашения. Если же время пребывания волокна в красильном растворе весьма продолжительно и достаточно для достижения состояния, близкого к насыщению волокнистого полимера красителем, то выгоднее становится осуществлять процесс крашения при более низкой температуре (см. рис. 18). Это обусловлено неодинаковым влиянием температурного фактора на диффузионные и сорбционные явления, определяющие процесс крашения скорость диффузии красителя в волокне при повышении температуры резко возрастает, тогда как его сорбционная активность падает. Следовательно, при кратковременных (5—60 с) непрерывных процессах крашения, когда преобладающее влияние на количество красителя, проникшего в волокно, оказывают диффузионные процессы, температуру крашения следует поддерживать на самом высоком уровне. При длительных (1—1,5 ч) периодических способах крашения, когда процесс приближается к состоянию равновесия и роль сорбционных факторов усиливается, температуру красильной ванны нельзя поднимать выше 100 С, так как это при- [c.96]

Следует отметить, что рассмотренные выше случаи относятся к процессам с простыми единичными реакциями. Для более сложных процессов, В частности, неизотермических и процессов с реакциями выше первого порядка, а также с параллельными и последовательными реакциями, интегрирование уравнений диффузионной модели с целью выявления влияния продольного переноса на время пребывания является сложной в математическом отношении задачей, зачастую теряющей свою однозначность. Это обусловлено тем, что при указанных условиях распределение компонентов по длине реактора зависит не только от продольного переноса, но и от температуры, от порядка реакции и т. д. Поэтому решение относительно числа Пекле становится неопределенным. [c.75]

У1-2-3. Медленные реакции. В этом случае реакция слишком быстра, чтобы выполнялось условие (VI,35), и концентрация Л растворенного газа в массе жидкости существенно ниже, чем величина А в то же время растворяемый газ не реагирует в заметной степени при переносе через диффузионную пленку. Для необратимой реакции первого порядка условие, соблюдение которого обеспечивает справедливость последнего допущения, можно найти, подставив 1/г = О (т. е. бесконечное время пребывания в периодическом процессе) в уравнение (VI, 13). Тогда [c.167]

Характеризовать распределение времени пребывания с помощью нормального закона очень удобно, так как этот закон содержит только два параметра среднее время пребывания 5 и дисперсию Согласно формуле (VI. 13), Хз определяет степень ухудшения характеристик процесса, к которому приводит наличие случайного разброса. Широкая распространенность нормальных распределений и удобство применения их в практических расчетах являются (хоть это зачастую и не осознается) основной причиной, вызвавшей к жизни так называемую диффузионную модель химических реакторов , которая, как будет показано ниже, дает функцию распределения времени пребывания в аппарате, близкую к нормальному закону. [c.208]

О влиянии качества распыливания на процесс горения факела точки зрения исследователей в настоящее время расходятся. Одни авторы [169, 1741 считают, что лимитирующим является процесс смесеобразования (испарения), определяемый целым рядом физических и гидродинамических факторов. В этом случае интенсивность и полнота сгорания топливного факела непосредственно зависят от размеров капель, а возникновение потерь от механического недожога объясняется различием времени сгорания частички топлива и времени ее пребывания в объеме камеры сгорания. Чрезмерно мелкий распыл может привести к ухудшению процесса смесеобразования [171], так как при этом частички топлива быстро теряют свою скорость и увлекаются потоком. Топливо распределяется вблизи форсунки, создавая чрезмерно богатую смесь, в которой диффузионные процессы могут не обеспечить требуемого состава в заданный промежуток времени. Исходя из этого утверждается, что для каждой конструкции камеры сгорания (топочного устройства) и каждого сорта топлива должен суще- [c.153]

В трубчатом реакторе движение по трубке неоднородно (рис. 4.51, 6). Различное время пребывания в центральной части слоя и на периферии приводит к различному превращению компонентов, двигающихся у стенки или в середине потока, что вызывает фадиент концентраций по сечению слоя, в свою очередь, приводящий к диффузионному перемешиванию. Если последнее интенсивно, то концентрация в сечении выровняется, и процесс можно будет описать моделью идеального вытеснения. [c.183]

В трубчатом реакторе поток движется с различной скоростью по оси трубки и у стенки (рис. 2.58,6). В реакторе с зернистой насадкой (например, катализатором) последняя выравнивает скорость по сечению. Тем не менее у стенки, где плотность упаковки частиц меньше, газа будет проходить больше (рис. 2.58,в). Различное время пребывания в центральной части слоя и на периферии будет приводить к различному превращению в этих частях слоя. Возникнет градиент концентраций в сечении слоя. Он же вызовет поперечное диффузионное перемешивание. Если оно интенсивно, то концентрация в сечении будет выравниваться, процесс можно описать моделью идеального вытеснения. [c.131]

Второй член, В / и, учитывает расширение полосы, вызванное продольной диффузией молекул растворенного вещества в газовой фазе во время пребывания их в колонке. Для параметра В, отражающего вклад молекулярной диффузии в общий диффузионный процесс (при условии что он протекает в среде, заполненной зернистым материалом), существует зависимость [c.23]

Аппараты, используемые для проведения процесса экстракции, называются экстракторами. Время пребывания жидкостей в них определяется в большинстве случаев скоростью переноса массы из одной фазы в другую за счет взаимодействующих между собой процессов молекулярной и конвективной диффузии. Именно поэтому процесс экстракции относится к классу массообменных процессов химической технологии. Причины возникновения диффузионного потока рассмотрены в 1.4.1. Скорость процесса молекулярной диффузии в жидкостях очень мала, поэтому основная функция аппаратов для проведения процесса экстракции заключается в том, чтобы максимально интенсифицировать процесс массопереноса. Принципы и способы такой интенсификации, вытекающие из теории массопереноса, которая подробно рассматривается в разделе 5, достаточно хорошо известны. [c.36]

Может оказаться, что истинное время пребывания в аппарате частиц потока недостаточно для осуществления процесса диффузии, а от этого зависит эффективность всего диффузионного процесса в целом. Поэтому важным является учет реальной структуры потоков фаз в аппарате (а, следовательно, по времени пребывания) с помощью модельных представлений о внутренней структуре потоков. [c.58]

Недостаточная скорость протекания химических и диффузионных процессов (недостаточное время пребывания окислителя и горючего в высокотемпературных реакционных зонах пламени) может привести к отличию реального состава продуктов сгорания от расчетного ( к неполноте сгорания). [c.28]

Метод теоретических тарелок позволяет, таким образом, для противоточных аппаратов обойти расчет самого диффузионного процесса он заменяется расчетом равновесия, дополненным эмпирическими коэффициентами. Если известны коэффициенты переноса, то длину, эквивалентную одной теоретической тарелке, или коэффициент полезного действия можно рассчитать. Для тарельчатых колонн естественным представляется нестационарный метод расчета коэффициента полезного действия, подробно разработанный Кишиневским [8]. В этом методе рассматривается нестационарный процесс диффузии для жидкой частицы за время ее пребывания на тарелке, без пользования понятием приведенной пленки. Для насадочных колонн успешно применяется стационарный метод расчета в приближении двойной пленки при этом число теоретических тарелок выражается через число единиц переноса (ЧЕП), которое, согласно формуле (III, 38а), связано с критерием Стэнтона. Изложение этого вопроса можно найти в монографии Рамма [9], к которой и отсылаем интересующегося читателя. Анализ, учитывающий процессы не только диффузии, но и теплопередачи, дал Жаворонков [101. [c.167]

В зависимости от состава пробы изменяется и состав облака дуги, который существенно влияет на диффузионные процессы и время пребывания атомов примесей в столбе дуги, а в конечном итоге, на интенсивность линий определяемых элементов. От состава пробы зависит и наличие в спектре различных помех молекулярных полос, фона сплошного спектра, мешающих линий и др. Влияние состава пробы на результаты анализа зависит от концентраций самих определяемых элементов, обычно с повышением концентраций ослабевает. Если третьи элементы влияют на интенсивность линий определяемых примесей через изменение температуры разряда, то это влияние различно для линий, имеющих различный потенциал возбуждения. Влияние состава пробы сказывается на величине систематической ошибки (на правильности результатов анализа) и зависит от способа введения пробы в разряд, режима испарения и возбуждения и других факторов. [c.79]

Такой характер движения частиц позволяет рассматривать процесс перемешивания в горизонтальном направлении как диффузионный при условии достаточного числа ячеек циркуляции в слое. В этом случае расстояние между ячейками аналогично пути свободного пробега 5, а время пребывания в ячейке — времени свободного пробега. Появляется возможность использовать известную формулу Эйнштейна для коэффициента диффузии [c.71]

Для всех типов моделей структуры потоков, применяемых для описания процесса экстракции (ячеечной, диффузионной, ячеечной с обратными потоками, включая застойные зоны и без них), первый момент равен среднему времени пребывания фазы внутри аппарата. Среднее время пребывания для дисперсной и сплошной фаз может быть определено по уравнениям [c.379]

Может оказаться, что истинное время пребывания в аппарате частиц потока будет недостаточным для осуществления процессов диффузии, а от этого будет зависеть эффективность диффузионного процесса в целом. Поэтому в настоящее время для составления математических описаний сложных процессов стали широко использовать модельные представления о внутренней структуре потоков. С одной стороны, это облегчает постановку граничных условий для уравнений, а с другой, позволяет наметить определенные экспериментальные исследования, необходимые для нахождения параметров уравнения движения потоков. [c.126]

Если период колебаний очень велик, а амплитуда мала, то период неоднородностей в распределении примеси в кристалле невелик и ее концентрация успевает выровняться за счет диффузионных процессов во время пребывания кристалла в горячей зоне. Неравномерности термических условий при выращивании монокристаллов по методу Чохральского могут обусловливать возникновение спирального распределения примесей. [c.320]

Наличие в составе сплава таких элементов, которые тормозят процессы рекристаллизации, смещая их начало в область более высоких температур и предотвращают диффузионные процессы внутри сплава, способствует повышению жароупорности. Кроме того, очень важно, чтобы легирующие элементы, растворенные в твердом растворе, были склонны к старению и упрочнению за счет образования и выделения молекулярных фаз, блокирующих плоскости скольжения при высоких температурах. Как известно, при нагреве деформированного металла он разупрочняется и в то же время в процессе ползучести происходит деформация, вызывающая его упрочнение, поэтому упрочнение и разупрочнение являются основными факторами, влияющими на ползучесть. Помимо этого, на жароупорность сталей и сплавов оказывают влияние структурные и фазовые изменения в процессе длительного пребывания их при повышенной температуре. [c.226]

Основной металл, прилегающий к металлу шва, в процессе сварки очень быстро нагревается до высоких температур и затем более медленно охлаждается в результате отвода теплоты в тело свариваемого изделия и окружающую атмосферу. Следовательно, можно считать, что реальное влияние на структуру и физические свойства этого участка оказывают только процессы, происходящие главным образом за время пребывания металла в высокотемпературной области термического цикла, характеризующейся высокой диффузионной подвижностью и быстротекущими фазовыми превращениями. [c.83]

Принципиальная схема процессов образования сажистого углерода для пламен предварительно смешанных газов аналогична схеме для диффузионных пламен. Однако в пламенах предварительно смешанных газов время пребывания молекул горючего в зоне предварительного нагрева слишком мало, чтобы могло произойти образование очень больших молекул и их последующая графитизация здесь в высокотемпературной зоне скорее может происходить термоокислительный пиролиз, чем образование больших молекул. Этим объясняется сравнительно низкая концентрация сажистого углерода в пламенах предварительно перемешанных газовоздушных смесей. В подобных пламенах конкуренция двух процессов — сажеобразования [c.139]

Сопоставление всех указанных выше характерных времен позволяет выявить лимитирующий механизм выравнивая поля концентрации. Из величин, вычисляемых по формулам (3.72-3.74), необходимо выбрать наибольшее и сравнить это значение с характерным временем химической реакции. Если последнее оказывается значительно больше, то процесс химического превращения протекает в кинетической области и диффузионные сопротивления не оказывают негативного влияния на состав получаемого продукта реакции. Если же рассматривается смеситель для гомогенизации среды без протекания химического превращения, то лимитирующее время смешения необходимо сопоставлять со средним временем пребывания в аппарате. [c.187]

Производство алкалоидов на диффузионной батарее в последнее время вытесняется более передовыми методами. Действительно, для создания батареи диффузоров требуется больший расход металла, разветвленные коммуникации, усложняющие обслуживание, большие площади для размещения громоздкой аппаратуры. Недостатком многокорпусной диффузионной батареи является также периодичность работы, вызывающая длительное пребывание растворителя в растительном сырье, а также трудность механизации процесса. [c.534]

Время между истечением парогазовой смеси из сопла и укрупнением аэрозольных частиц в первом КУСТе составляло 0,15 сек. Как следовало из результатов расчетов, при низких исходных концентрациях пара даже при 100% эффективности столкновений молекул пара с растущими частицами процесс эволюции распределения по размерам не может быть завершен за столь короткий период времени. Поэтому можно было опасаться продолжения роста и коагуляции частиц в неконтролируемых условиях в коммуникациях или в процессе измерений диффузионного осаждения. Однако оказалось, что пребывание выпущенного из генератора аэрозоля со средним размером частиц 12 А и счетной концентрацией 5-10 в цилиндрическом резервуаре в течение 10 секунд не приводило к увеличению размера частиц, хотя и сопровождалось уменьшением концентрации за счет диффузионного осаждения на стенках. Это позволило сделать вывод, что к моменту выхода из генератора паровая фаза полностью истощается, очевидно, вследствие осаждения на стенках [c.171]

Если определяющими процесс условиями являются теплопередача или диффузионный массообмен, требуется рассмотрение динамического подобия, так как коэ( )фициенты обоих процессов зависят от числа Рейнольдса. Изучение одного только химического подобия будет достаточным, если скорость процесса определяется скоростью химической реакции. В таком случае достаточно равенство критерия Дамкелера гЫСи. В этом комплексе выражение Ыи—время пребывания смеси в зоне реакции. Таким образом, химическое подобие достигается при условии, что скорость реакции, время пребывания и начальные концентрации одинаковы в модели и в прототипе. Используя закон действия масс для реакции л-го порядка [c.347]

Изложенные простейшие представления приводят к весьма существенным выводам в отношении закономерностей феноменологической химической кинетики, которая, как указывалось выше, лежит в основе расчета жидкостных реакторов.. Так, если времена взаимодействия молекул реагентов существенно меньше, чем время пребывания их в клетке, то скорость реакции оиределяется либо частотой столкновения, либо временем выхода из клетки. Поскольку оба эти процесса обусловлены диффузией реагентов в растворе, то в таких случаях реакции протекают по диффузиоппо-контролируе-мому механизму. Этот механизм не следует смешивать с протеканием реакций в диффузионных областях, когда скорость химического процесса определяется диффузией реагентов из одной фазы в другую пли к твердой поверхности. [c.33]

В пламенах гомогенных смесей время пребывания продуктов, в подготовительных и основных реакционных зонах обычно значительно меньше. Часто неправильно считают, что пиролиз органических соединений в пламенах гомогенных смесей не происходит или может быть ограничен процессами окисления из-за недостаточного времени пребывания продуктов в зонах высоких температур. Однако найдено, что как в диффузионном, так я в пламени гомогенных смесей, продуктами горения являются простейшие соединения (в основном НгО, СОг, СО, окислы металлов), т. е. в. обоих видах нламен протекают процессы разложения и превращения исходных соединений, которые предшествуют основным стадиям окисления. [c.149]

В принципе С (г, г) и 5(к, со) должны одновременно описывать диффузионное движение, колебания связанных молекул и уширение спектра колебаний, обусловленное релаксационными процессами и сопряжением колебаний с диффузионным движением. В жидкости колебания будут хорошо разрешены, только если время пребывания молекулы в связанном состоянии больше периода колебаний и, прежде чем произойдет переориентационная релаксация, совершится много колебаний. Так как максимум колебаний, наблюдаемый в воде и большинстве ионных растворов, достаточно хорошо разрешен, указанные условия, по-видимому, выполняются, и эти жидкости часто называют "квазитвердыми телами". Обычно период межмолекулярных колебаний составляет с, [c.209]

Так как катализатор крекинга в псевдоожижемпом слое содержит частицы малых размеров (обычно в среднем диаметром менее чем 100 мкм), то диффузионные ограничения внутри частиц отсутствуют, и поэтому эти системы проще для анализа, чем крупнозернистые катализаторы. Используемые в настоящее время катализаторы — это синтетические цеолиты иногда менее реакционноспособные алюмосиликатные порошки могут использоваться для некоторых целей. В работе [9.14] показано, что для этих малых частиц может наблюдаться значительное повышение температуры (до 900°С) частиц, если несгоревшая нефть проникает в регенератор вместе с частицами. Если необходимо создать стационарный процесс, то скорость реакции крекинга (и, следовательно, скорость образования кокса) не может превышать скорость окисления кокса в регенераторе [9.15]. С развитием высокоэффективных катализаторов крекинга, таких как цеолиты, возникли серьезные проблемы при проектировании и эксплуатации эффективных регенераторов. Кроме того, интенсивный режим регенерации может привести к разрушению катализатора. Основная цель регенерации состоит в получении низкого остаточного уровня концентрации кокса на катализаторе, но при высокой скорости сгорания, так чтобы время пребывания газового потока в регенераторе было не слишком велико, что позволит избежать дезактивации катализатора из-за высокой температуры. [c.210]

За одну операцию все частицы имеют одинаковое время пребывания, так что уравнение (9.17) подходит для выражения времени сушки всего периода. Температура слоя твердого материала, хотя и одинакова в любой момент времени, должна увеличиваться в процессе сушки. Это приводит к соответствующим изменениям диффузионной влажности в соответствии с уравнением (9.16). Беккером и Исаксоном [17] были опубликованы в удобном для интегрирования с помощью вычислительной техники виде дифференциальные уравнения скорости, а также материального и энергетического балансов, необходимые для полного расчета аппарата. [c.163]

Поскольку средняя скорость перемещения вдоль печи v была очень мала, а время пребывания зерен т исчислялось десятками минут, то авторы в процессе расчетов отбросили конвекционный член V dp/dz и скорость подачи и выгрузки определяли заданием диффузионного потока — Dne dpldz на входе и выходе из печи, что не совсем справедливо. [c.307]

Однако чисто диффузионное объяснение механизма образования структуры волокон при мокром формовании, по-видимому, является недостаточным. Как это показано С. П. Панковым , время пребывания волокна в осадительной ванне существенно меньше времени, необходимого для завершения диффузионных процессов. При достижении определенного для каждой системы соотношения полимер — растворитель — осадитель происходит разделение системы на две фазы гель с высокой концентрацией полимера и жидкость с малым содержанием полимера. При этом синеретическое отделение жидкости играет не менее важную роль в общем балансе массообменных процессов, чем диффузия, а характер синеретических явлений не может быть объяснен столь же просто, как диффузионные явления (вязкость среды, размер молекулы и т. п.). [c.221]

В последние годы в химической промышленности находят все большее применение для проведения диффузионных процессов затопленные наса-дочные колонны характеризующиеся высокой эффективностью массообмена и большил съемом продукции с единицы объема I ]. Однако преимуществом затопленных колонн является не только возможность осуществлять в них весьма четкую ректификацию 1 ] и абсорбцию, но и возможность регулировать в широких пределах время пребывания реагентов в колонне, что весьма важно для осуществления химических процессов в системе газ—жидкость [ ], учитывая, что поло концентраций в этом аппарате известно [ ]. [c.67]

Водная дегазация полимера, состоящая в отгонке растворителя при диспергирова нии раствора полимера в горячей воде, является диффузионным процессом, степень завершения которого определяется температурой и давлением в аппарате, временем пребывания крошки каучука в дегазаторе, удельной поверхностью и размером частиц крошки.. Минимальное содержание растворителя в полимере, соответствующее равновесному значению при данных температуре и давлении, определяется парциальным давлением паров растворителя в дегазаторе. Время достижения равновесия полимер— растворитель зависит от удельной поверхности и размеров частиц крошки каучука. Для частиц с диаметрЪм 3 мм и менее удельная поверхность крошки почти не зависит от размера частиц и составляет около 40 см г сухого полимера. С увеличением диаметра крошки до 5 мм удельная поверхность снижается до 30 полимера. С уменьшением размеров крошки полимера [c.318]

Однако в некоторых случаях оказывается выгодным проводить процесс в диффузионной области. Бели, например, молекулы продукта при температуре реакции неустойчивы, то, переводя экзотермическую реакцию во внештюю диффузионную область, можно создать значительпый перепад температур между поверхностью катализатора и газовым объемом. При этом молекулы продукта вскоре после образования уходят с поверхности катализатора в более холодный газовый объем и время их пребывания в высокотемпвратурпой зоне снижается. Например, при синтезе метанола [12] было установлено, что 01н при температуре реакции неустойчив. Перевод реамции во внешнедиффузионную область позволил значительно увеличить выход СНзОН, То же самое, по-видимому, справедливо и для процессов окисления спиртов в альдегиды и кетоны. [c.14]

Попав в область с другой скоростью осевого переноса, вещество остается там некоторое время / >. Это время можно трактовать как время релаксации осевого диффузионного потока, в течение которого этот поток определяется не локальным осевым градиентом концентрации, а молярным адвективным переносом [8]. Связь между потоком и градиентом концентрации в этом случае не локальна и не мгновенна система обладает некоторой памятью [8,9]. Это свойство эредитарности (наследственности) становится существенным, когда время релаксации оказывается не малым в сравнении с другими характерными временами, в течение которых в системе происходят существенные изменения (химические превращения, пребывание в реакторе и т.п.). В этом слз чае можно говорить о новом (дисперсионном) механизме продольною перемешивания как о процессе слу чайного блуждания вдоль оси аппарата, и в этом слу тае возможен переход к дисперсионной (волновой) модели массопереноса [8]. [c.10]

Если скорость потока подвижной фазы такова, что время т пребывания макромолекулы в частице сорбента на протян<ении одного акта сорбции — десорбции сравнимо или меньше времени Т прохождения мимо этой частицы зоны хроматографируемого раствора т Г, то межфазный обмен макромолекулами, а следовательно, и весь процесс ГПХ близок к равновесному. В противном случае равновесие отсутствует, что может быть вызвано малой диффузионной подвижностью макромолекул в сорбенте, большим размером частиц сорбента или большой скоростью элюции. [c.113]