Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Диффузия молекулярная кнудсеновская

    Различают три вида внутренней диффузии молекулярная диффузия, кнудсеновская диффузия и поверхностная (фольмеров-ская) диффузия. [c.680]

    Диффузия в пористых катализаторах. Перепое компонентов реакционной смеси внутри гранулы катализатора осуществляется главным образом посредством диффузии. Интенсивность диффузии внутри гранулы зависит от фазового состояния и состава реакционной смеси, физических свойств компонентов, составляющих реакционную смесь, строения пористой структуры катализатора, температуры и давления каталитического процесса. При изучении диффузии внутри пористого катализатора прежде всего необ.хо-димо учитывать влияние строения пористой структуры на интенсивность диффузии. Пористость катализатора, размер пор, их извилистость, форма и взаимное расположение — основные свойства пористой структуры, оказывающие влияние на интенсивность диффузии компонентов реакционной смеси внутри гранулы катализатора. Пористость катализатора, равная объему свободного пространства в единице объема пористой массы, определяет долю сечения гранулы катализатора, доступную для диффузии. Извилистость пор характеризует увеличение среднего пути диффузии, относительно длины в направлении, перпендикулярном внешней поверхности гранулы. Размер пор определяет механизм диффузии реагентов внутри пористой массы катализатора, если реакционная смесь является газофазной. При диффузии газов в порах молекулы каждого компонента реакционной смеси испытывают сопротивление своему движению в результате столкновения с молекулами других компонентов и с поверхностью пор. Если размер поры значительно превосходит длину среднего свободного пробега молекул газа, то число взаимных столкновений между молекулами будет значительно больше числа столкновений молекул с поверхностью поры. Перенос вещества будет протекать по закону молекулярной диффузии в свободном пространстве. Если размер пор значительно меньше длины среднего свободного пробега молекул газа, то молекулы сталкиваются преимущественно со стенками пор и каждая молекула двигается независимо от остальных. Такая диффузия называется кнудсеновской. В случае, когда длина среднего свободного пробега молекул газа соизмерима с размером пор, имеет место переходный режим диффузии. На режим диффузии жидкостей размер пор не оказывает влияния пока не становится соизмеримым с размером молекул жидкости. [c.60]


    Для определения влияния внутренней диффузии на скорость контактного процесса нужно знать уравнение скорости в кинетической области и значения эффективного коэффициента диффузии Dg. Здесь коэффициент можно найти по результатам измерений скорости реакции на зернах разных грануляций либо рассчитать, если известны коэффициенты молекулярной или кнудсеновской диффузии и принята определенная модель внутренней структуры зерна (значения и тг). [c.289]

    В порах размера много больше X диффузия молекулярная (коэффициент диффузии D). Если размер пор сопоставим с величиной X, то диффузия - переходная между кнудсеновской и молекулярной, и коэффициент диффузии в капилляре определяется из формулы [c.88]

    Влияние продольной диффузии (молекулярной или кнудсеновской, в зависимости от размера пор) в порах подложки тем больше, чем больше проницаемость компонентов через селективный слой мембраны и коэффициент деления потока 0. При этом увеличивается (или уменьшается, в зависимости от организации потоков) разность между концентрациями распределяемого компонента на границе селективного и пористого слоев мембраны у и содержанием этого компонента внутри полого волокна Уа. При противотоке концентрация у на границе селек- [c.181]

    О — коэффициент диффузии (молекулярной — без индекса), турбулентной (т), кнудсеновской (кн), эффективной (э), диаметр, например, диаметр аппарата (а)  [c.6]

    Явления внутридиффузионного торможения связаны с пористой структурой катализаторов. Следует различать два типа диффузии — молекулярную и кнудсеновскую. Первый тип диффузии характерен для крупных пор, размеры которых превышают среднюю длину свободного пробега молекул. Поскольку длина свободного пробега обратно пропорциональна давлению, то чем больше давление, тем меньше скорость диффузии, т. е. тем труднее молекулам достигнуть внутренней поверхности катализатора. [c.95]

    Процесс переноса вещества внутри пористой гранулы будет, в общем случае, слагаться из диффузионных потоков (молекулярная, кнудсеновская, поверхностная диффузия), а также потоков вещества, обусловленных неизотермичностью внутри гранулы (термодиффузия), и результирующего массового потока, возникающего, как правило, вследствие протекания химической реакции на стенках.  [c.427]

    Для молекулярной диффузии характерна пренебрежимо малая роль соударений молекул со стенками пор по сравнению со взаимными соударениями молекул в свободном объеме пор. Кнудсеновская же диффузия возникает в противоположных условиях. Однако для поры некоторого определенного размера существует такая область молекулярных концентраций, в которой оба вида диффузии имеют существенное значение. Эта область называется переходной. Таким образом, по мере уменьшения давления переход от молекулярной диффузии к кнудсеновской не происходит внезапно при достижении равенства пути свободного пробега и радиуса поры. [c.50]


    Так, при атмосферном давлении обычно Я, = 10 см, поэтому для широкопористого катализатора, размеры пор которого составляют примерно 1000 нм, должен реализоваться режим молекулярной диффузии. В тонких порах, размеры которых менее 100 нм, осуществится режим кнудсеновской диффузии. При стократном уменьшении давления К — 10 см и во всех порах диффузия соответствует кнудсеновскому режиму, тогда как стократное увеличение приведет к Я = 10 см с реализацией во всех порах, кроме очень тонкопористых систем, молекулярной диффузии. Значения коэффициентов диффузии в обеих областях могут существенно различаться, в кнудсеновской области П меньше, чем в области молекулярной диффузии. [c.309]

    Если размер пор соизмерим с длиной свободного пробега, то взаимодействие молекул газа между собой и с внутренней поверх- ностью катализатора вносит соизмеримый вклад в скорость диффузии. В этом случае имеет место переходный режим от молекулярной диффузии к кнудсеновской. В случае бинарной диффузии при постоянном давлении в круглом цилиндрическом капилляре бесконечной [c.163]

    Изменения пористости. Увеличение среднего радиуса пор ведет к возрастанию эффективного коэффициента диффузии в кнудсеновской области и фактора эффективности в области молекулярной диффузии благодаря увеличению доли поверхности, участвующей в катализе. Поэтому скорость процесса тогда должна возрастать. [c.316]

    В отличие от обычной молекулярной диффузии коэффициент кнудсеновской диффузии зависит от размеров пор. Ёго величина определяется соотношением [835]  [c.408]

    Величина X при атмосферном давлении равна 10 см. Если размеры пор составляют 1000 нм, осуществляется молекулярная диффузия, а если поры с диаметром 100 нм-кнудсеновская диффузия. Коэффициент кнудсеновской диффузии меньше коэффициента молекулярной. Подбором размера пор и изменением давления следует обеспечить протекание процесса молекулярной диффузии. [c.120]

    Молекулярная диффузия в капиллярах впервые обстоятельно изучена Кнудсеном [11, 12] и этот вид переноса называется также кнудсеновской диффузией или кнудсеновским течением газа. [c.41]

    Если газ диффундирует в поры, диаметр которых с1 < I, то вместо / в формулу (128) входит (1, и диффузия называется кнудсеновской. Коэффициент кнудсеновской диффузии в отличие от коэффициента молекулярной диффузии В, как очевидно из сказанного, не зависит от давления. Для катализаторов, диаметр пор которых лежит в пределах 1 10 нм, при давлениях /7 ж 10 Па с < /, т. е. в порах катализатора происходит кнудсеновская диффузия. Обычно >к О, этим главным образом объясняется уменьшение скорости диффузии в гранулах катализатора по сравнению со скоростью диффузии в газовой фазе. [c.404]

    К наиболее вероятным экстенсивным механизмам переноса жидкой фазы можно отнести капиллярный перенос под действием разности капиллярных давлений (потенциалов) и термокапиллярное течение. Перенос газов и паров может происходить по механизмам молекулярной (кнудсеновской), поверхностной и активированной (нормальной) диффузии. При этом пары в капиллярах субмикроскопических размеров конденсируются, что приводит к изменению фазового состояния низкомолекулярного вещества и осложнению процесса. В тупиковых порах происходит растворение сконденсировавшегося вещества в полимерном связующем стенок дефектов и дальнейший перенос через матрицу по механизму активированной диффузии. [c.34]

    Таким образом, интенсивность массопереноса через стеклопластик связана с интенсивностью ламинарного или турбулентного потоков, молекулярной (кнудсеновской) и, наконец, активированной диффузии. [c.34]

    Явления внутридиффузионного торможения связаны с пористой структурой катализаторов. Следует различать два типа диффузии — молекулярную и кнудсеновскую. Первый тип диффузии характерен для крупных пор, размеры которых превышают среднюю длину свободного пробега молекул. Поскольку длина свободного пробега обратно пропорциональна давлению, то чем больше давление, тем меньше скорость диффузии, т. е. тем труднее молекулам достигнуть внутренней поверхности катализатора. Кнудсеновская диффузия протекает в тонких порах, причем коэффициент диффузии снижается прямо пропорционально уменьшению диаметра капилляра. Особое значение этот тип диффузии имеет для процессов, проходящих при низких давлениях, а под давлением около 300 ат она становится заметной лишь в порах размером порядка 10 А. [c.45]

    Поры классифицируют по механизмам диффузии газов. К кнудсеновским относятся поры, размеры которых много меньше длины свободного пробега молекул в газе оо. В этом случае молекулы газа соударяются со стенками пор во много раз чаще, чем друг с другом, и их длина пробега уже будет определяться размером этих каналов. Такой режим диффузии называется кнудсеновским. В порах, размер которых значительно превышает "коо, режим диффузии чисто молекулярный, а течение газа подчиняется законам для гомогенных сред. Размер переходных пор сравним с Критерием разделения пор служит число Кнудсена (см. уравнение (2.5.2.7)). [c.156]


    Принято, что диффузия происходит в переходной области, то есть учитывается и кнудсеновская. и молекулярная диффузия. Коэффициент кнудсеновской диффузии определяется в крупных порах, так как согласно работам в мелких порах диффузионное торможение отсутствует , используется их. поверхность полностью. [c.31]

    Диффузия вещества А внутрь частицы сквозь поры. Если диаметр пор велик по сравнению со средней длиной свободного пробега молекул, это будет молекулярная диффузия, а если диаметр пор мал — кнудсеновская диффузия. В последнем случае молекула сталкивается со стенками поры чаще, чем с другими молекулами при каждом столкновении со стенкой она мгновенно адсорбируется (без реакции) и вновь десорбируется под случайным углом. [c.122]

    В предыдущих разделах этой главы отмечалось, что механизмы диффузии и химического взаимодействия в пористом шарике и жидкой пленке совершенно аналогичны. Реагенты прежде всего должны преодолеть сопротивление диффузии на расстоянии перемещения от окружающей среды к поверхности шарика и продиффундировать в систему пор,претерпевая взаимодействие на всей длине диффузионного пути. Диффузия в порах может представлять собой обычную молекулярную, кнудсеновскую, поверхностную диффузию или комбинацию этих трех механизмов. Природа указанных режимов диффузии описана в главе 2. [c.414]

    Основными показателями механизма переноса вещества в гранулах адсорбента являются зависимости В ф от температуры и давления. Молено допустить при выяснении температурной зависимости в изучаемых системах, что перенос вещества в гранулах осуществляется по механизму газовой и молекулярной (кнудсеновской) диффузии. Введя температур- [c.176]

    Ф — объемная доля в смеси В — эффективный коэффициент взаимной диффузии, являющейся функцией коэффициентов молекулярной диффузии коэффициента кнудсеновской диффузии /)к, пористости частицы и фактора извилистости [c.73]

    ДЛ — коэффициенты диффузии молекулярной, эффективной и кнудсеновской с1 — ощи бка в расчете наблюдаемой скорости реакции Е — энергия активации  [c.71]

    При этом математическое описание процессов переноса массы молекулярной и кнудсеновской диффузиями имеет вид [c.144]

    Что такое молекулярная, кнудсеновская и фольмеровская диффузия, число (параметр) Тиле Какова их связь с гетерогенно-каталитическим процессом Поясните на примере. [c.861]

    Таким образом, влияние температуры на диффузию характеризует вид переноса (молекулярный или кнудсеновский). При сравнимых длинах свободного пробега и диаметра пор оба явления будут накладываться одно на другое. Уилер [5] предлагает для расчета коэффициента диффузии выражения  [c.270]

    Во-вторых, в газовых реакциях с конверсией может меняться число молей. В этом случае устанавливается собственно мольный поток в радиальном направлении на него заметно влияет перенос реагентов н продуктов диффузией (соответственно внутрь частицы катализатора и из нее), если это свободная молекулярная диффузия в порах. С другой стороны, когда средний свободный пробег молекул газа больше, чем диаметр пор, преобладают кнудсеновская диффузия и различные виды миграции, независимые друг от друга  [c.179]

    Эффективный коэффициент диффузии можно определить как отношение потока вещества к градиенту концентрации D = = y/grad . Если поток вещества определяется диффузией в порах адсорбента с коэффициентом диффузии De, который включает объемную и молекулярную (кнудсеновскую) диффузию, и поверхностной диффузией адсорбированного вещества с коэффициентом поверхностной диффузии Ds, тогда [c.50]

    В связи с тем, что до настоящего времени нет надежных расчетных методов определения различных коэффициентов диффузии и относительных интенсивностей процессов переноса за счет механизмов молекулярной, кнудсеновской и поверхностной диффузии для реальных пористых катализаторов, основную роль в теории играют методы, использующие понятие эффективного коэффициента диффузии. Эффективный коэффициент диффузии находится в результате решения обратных задач, т. е. определяется из условия применимости уравнений диффузии и теплопроводности с учетом химических реакций для описания процессов тепло- и массопереноса в пористых катализаторах. В качестве единственного параметра, определяющего массоперенос, коэффициент эффективной диффузии имеет ряд недостатков. Наиболее существенный из них — неоднозначность определения. Так, если провести экспериментальное определение эффективного коэффициента диффузии для одного и того же пористого катализатора, используя различные уравнения переноса, например в одном случае уравнение диффузии без источников, а в другом случае уравнение с источниками, учитывающими хихмические превращения, то чаще всего получаются совершенно различные значения. [c.69]

    Различают молекулярную, кнудсеновскую и поверхностную (фольмеровскую) диффузию. Молекулярная диффузия осуществляется, если длина своб. пробега молекул в порах меньше размера пор, кнудсеновская-если эта длина превышает размер пор. При поверхностной диффузии молекулы перемещаются по пов-стн адсорбента без перехода в объемную фазу. Однако значения коэф. диффузии не одинаковы для разных механизмов диффузии. Во мн. случаях экспериментально не удается установить, как именно происходит диффузия, и поэтому вводят т. наз. эффективный коэф. диффузии, описывающий процесс в целом. [c.42]

    Соотношение между коэффициентами молекулярной диффузии и кнудсеновской диффузии при атмосферном давлении и минимальной величине первичных частиц составляет в зависимости от температуры от 50 до 100. Наиболее выгодная доля свободного объема между вторичными частицами, как следует из найденного соотношения скоростей,— 0,5. Скорость реакции при переходе к бидисперсной структуре может увеличиваться поэтому в 5—8 раз. Выбор оптимальной структуры от-крыБает, таким образом, значительные возможности для повышения активности п])о.мып1ленных катализаторов. При увеличении давления эффективность использования бидисперсной структуры снижается вследствие уменьшения >2 и при давлении в несколько десятков атмосфер наиболее выгодной является однородная пористая структура с гидравлическим радиусом нор, близким к длине свободного пробега. Из выражения (7) также следует, что эффективность бидпсперсных структур не зависит от размера вторичных частиц, если только они обеспечивают молекулярную диффузию. Поскольку с увеличением размера этих частиц [c.11]

    Диффузия при сушке. При сущке движение влаги в капиллярно-пористом материале происходит как в виде жидкости, так и в виде пара. Миграция жидкости может осуществляться за счет массопереноса под действием разности капиллярных потенциалов, пленочного течения, обусловленного градиентом расклинивающего давления пленки, поверхностной диффузии в микропо-рах г < 10 м) и переходных порах (г = 10" + 10" м), термокапиллярного течения жидкости во всем объеме поры, термокапиллярного пленочного движения вдоль стенок пор, фильтрационного переноса жидкости под действием градиента общего давления в материале и т. д. Движение пара происходит за счет молекулярной диффузии пара, кнудсеновской диффузии, стефанов-ского потока, термодиффузии пара, теплового скольжения в микро- и макропорах г > 10 м), циркуляции парогазовой смеси в порах, конвективно-фильтрационного переноса под действием градиента общего давления, бародиффузии (молекулярного переноса компонента с большей массой в область повышенного давления) и т. д. [5]. При большом влагосодержании материала преобладает капиллярный поток, с уменьшением влагосодержания материала возрастает вклад парового и пленочного потоков, а также поверхностной диффузии. [c.534]

    Если линейный размер структурных элементов пористого тела настолько мал, что становится сопоставимым с длиной свободного пробега молекул (например, при кнудсеновской диффузии молекул газа в порах катализатора), то целесообразно применение так называемой модели пылевидного газа [55, 56], представляющей элементы твердого скелета пористого тела в виде тяжелых неподвижных макромолекул, способных рассеивать, адсорбировать и десорбировать молекулы газовой смеси. Иными словами, твердое вещество пористого материала формально рассматривается как равноправный компонент газовой смеси (пылевидный компонент) со своей концентрацией, молекулярной массой, парциальным давлением и т. п. Газовую смесь вместе с пылевидным компонентом называют псевдогазовой. В рамках модели пылевидного газа в принципе удается преодолеть основные трудности квази- [c.141]

    Коэффициенты диффузии имеют следующий порядок 10- см /с— молекулярная диффузия ( )), 10- м / —кнудсеновская диффузия Ои) и 10 см —фолмеровская диффузия (1) ). [c.284]

    Диффузия в переходной области. Часто пористую структуру катализатора представляют в виде системы капилляра радиуса г. Характер диффузии зависит от радиуса капилляра г и длины свободного пробега молекул Х. В зависимости от соотношения между г и Л обычно принимают молекулярную г 10Я), кнудсеновскую (г< 0,1Я) и переходную (0,1 1 < г< ЮХ) области. Кроме того, для тонконористых систем большой вклад в общий поток может [c.154]

    Эффективная внутренняя диффузия в порах зерна катализатора в зависимости от соотношения размеров пор и молекул газов может проходить по нормальному молекулярному механизму или, в стесненном движении, по механизму Кнудсена. Соответственно, бывает необходимо рассчитывать О [уравнение (11.36 а)] или коэффициент кнудсеновской диффузии [уравнение (11.37)]. [c.68]

    Ла рис. 24 представлена зависимость активности монодисперсного катализатора от размера пор [88]. Первая часть кривой, где наблюдается практически обратно пропорциональная зависимость (/), характеризует кинетическую область участки кривой 2 и 3 описывают зависимость скорости реакции в области молекулярной и кнудсеновской диффузии, соответственно. По мере уменьшения радиуса пор возрастает скорость процесса до тех пор, пока не вступают в силу диффузионные торможения, когда падение степени использования поверхности начинает компенсировать эффект увеличения ее при уменьшении радиуса пор. В области диффузии Кнудсена наступает полная компенсация (участок 3), т. е. по мере уменьшения радиуса пор усложняется возможность использования внутренней поверхности и скорость течения процесса не зависит от ее величины. [c.76]

    Зерна катализатора, как правило, пронизаны сложной системой весьма топких пор, на внутренней поверхности которых и протекают химические реакции. Внутренняя поверхность катализатора значительно превышает наружную поверхность, обычный ее порядок 10 —10 мУг. Радиус пор обычных катализаторов 10 —10 см, пористость 20—60%. Движение компонентов в катализаториых порах (подвод реагентов и отвод продуктов реакции) осуществляется в основном в результате молекулярной диффузии, нормальной или кнудсеновской. [c.39]

    Максимальное расхоадение когффидаентов, полученных по этим формулам, не превышает 30 . В области, более близкой к молекулярной, лучшие результаты дает формула (3.33), а в области,близкой ко кнудсеновской, предпочтение следует отдавать формуле (3.33). Коэф- Ш01енты диффузии в порах всегда меньше, чем Ои.  [c.67]

Смотреть страницы где упоминается термин Диффузия молекулярная кнудсеновская : [c.473]    [c.285]    [c.101]    [c.567]    [c.174]    [c.285]    [c.144]    [c.272]    [c.66]   
Основы адсорбционной техники (1976) -- [ c.186 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Диффузия молекулярная



© 2025 chem21.info Реклама на сайте