Термодиффузии коэффициент смеси газов

Диффузионные методы разделения существенно отличаются от дистилляции или изотопного обмена. Для того чтобы обеспечить концентрационный напор, необходимый для осуществления разделения, в диффузионных методах используются необратимые тепловой или материальный потоки. Например, при масс-диффузии легко конденсирующийся пар вводится необратимо в смесь газов, подлежащую разделению. Если компоненты смеси имеют различные коэффициенты диффузии в паре, то один из них, с меньшим коэффициентом диффузии, будет концентрироваться в направлении потока пара. При газовой диффузии смесь, подлежащая разделению, проходит необратимо через пористую перегородку или мембрану с отверстиями, меньшими по размеру, чем средняя длина свободного пробега молекул смеси газа. В этих условиях отношение потока легкого компонента к потоку тяжелого несколько больше отношения количеств этих компонентов в исходной смеси, т. е. имеет место частичное разделение. Аналогично, при термодиффузии устанавливается необратимый поток тепла от горячей к холодной стенке колонны, содержащий разделяемую смесь. Это вызывает диффузию одного из компонентов смеси к холодной стенке колонны и частичное разделение. [c.475]

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]

Ясно, что для смесей, у которых массы молекул разных компонентов примерно одинаковы и одинаков характер взаимодействия между молекулами разных сортов (например, для смеси изотопов одного газа), сходимость рассматриваемого приближенного метода должна быть примерно такая же, как и для аналогичного простого газа исключение может представлять коэффициент термодиффузии. Чтобы проследить влияние различия масс молекул на характер сходимости, рассмотрим предельный случай бинарной смеси, в которой отношение масс исчезающе мало. Далее, чтобы исключить зависимость от концентраций, исследуем предельный случай, когда концентрация легкого компонента также исчезающе мала, и будем анализировать только свойства легкого газа. Такая смесь получила название газа Лоренца, который уже описан в 6.6. Результаты, полученные в приближении Лоренца для твердых сфер, приведены в табл. 10.2. Видно, что ряды сходятся значи- [c.271]

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]

Опыт показывает [7], что возникновение термодиффузии существенно завргсит от соотношения объемов нагретой и холодной областей. Относительное изменение концентрации будет меньше там, где больше объем. Поэтому, чтобы исключить влияние термодиффузионного эффекта разделения на величину коэффициента теплопроводности, объем нагретой части измерительного устройства должен превышать объем холодной части примерно в 9—10 раз, если температура газа о1Коло 700 К и выше. При таком соотношении объемов изменение концентрации смеси в измерительной трубке обычно не превышает погрешности измерения коэффициента теплопроводности, и поэтому явлением термодиффузии можно пренебречь. Анализ экспериментальных данных по теплопроводности, например, смесей одноатомных газов обнаруживает их расхождение у различных авторов, хотя они были получены примерно при одинаковых температурах и давлениях. Это расхождение особенно заметно при малом значении концентрации тяжелой компоненты для смесей с малым отношением масс молекул (смесь Не—Хе, от-200 [c.200]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология