Массообмен между поверхностью

Расчеты проводились на основе двухфазной модели, учитывающей внешний тепло- и массообмен между наружной поверхностью зерна катализатора и потоком реакционной смесп, а также продольный перенос тепла по скелету катализатора. Константы скорости реакций синтеза метанола А , и конверсии СО Ага выбирались близкими для медьсодержащего катализатора фирмы ТС1 к у (240°С) = = 1,2 моль/(м с атм), А 2(240°С) = 9 моль/(м с атм). Энергии активации для обеих реакций выбирались одинаковыми Еу = Е = = 71,5 кДж/моль. Константы скоростей реакций в расчетах варь-провались. [c.218]

Массообмен между поверхностью отдельного пузырька, капли или частицы и окружающей средой, движущейся с относительной скоростью и , описываются уравнением [c.155]

Процесс теплопередачи, реализуемой в испарительном конденсаторе, включает в себя конденсацию паров хладагента теплопроводность через стенку трубы н ребра теплопроводность и конвекцию от поверхности труб и ребер к наружной поверхности пленки воды, покрывающей трубы и ребра тепло- и массообмен между смоченной поверхностью и потоком воздуха. Наибольшее частное термическое сопротивление создается в зоне контакта воды и воздуха, поэтому температура воды во время работы конденсатора достаточно высока и приближается к температуре конденсации. Уменьшить это термическое сопротивление можно, увеличив скорость движения воздуха (обычно до 3—5 м/с), а также поверхность соприкосновения воды и воздуха (это достигается путем применения оребренных труб). [c.194]

В зависимости от аппаратурных и технологических условий уравнение (VII. 27) приобретает тот или иной конкретный вид. Так, массообмен между поверхностью отдельного пузырька, капли или частицы и окружающей средой, движущейся с относительной скоростью а о, описывается уравнением [c.159]

Есш тепло- и массообмен между поверхностью зерна и потоком достаточно интенсивны, т.е. Т, и велики, то граничные условия (2.13) приведем к виду [c.35]

Схема процесса следующая (рис. 2.25). Частица радиусом Ло обтекается потоком газа с концентрацией реагента в нем Со. Частицу окружает пограничный слой, через который осуществляется массообмен между поверхностью частицы и ядром потока. Реакция начинается на поверхности и фронтально продвигается в глубь частицы. В какой-то момент времени частица будет состоять из ядра радиусом г , содержащего непрореагировавшее вещество В, и наружного слоя продукта или/и нереагирующих компонентов, т. е. инертных по отношению к протекающей реакции. Реакция протекает на границе раздела твердых фаз - на поверхности ядра, в результате ядро уменьшается, но размер частицы (У о) сохраняется. Такую схему процесса называют сжимающееся ядро . [c.72]

Предположим, что массообмен между поверхностью льда и окружающей средой происходит по закону диффузии. Тогда для стационарного потока массы можно написать [c.349]

Тепло- и массообмен между поверхностью тела и жидкостью описываются эмпирическими соотношениями вида [c.97]

Однако кипящий слой обладает и рядом недостатков. Наиболее важным из них является неоднородность слоя. Значительная часть потока газа проходит сквозь него в виде газовых пузырей и струй, составляющих как бы особую фазу, в которой отсутствуют химические превращения. Диффузия реагентов из пузырей в промежутки между твердыми частицами затруднена, вследствие чего возникает дополнительное — межфазное — сопротивление массообмену между потоком газа и поверхностью катализатора. [c.269]

В численных расчетах исследовалась математическая модель нестационарных процессов в неподвижном слое катализатора, учитывающая продольный перенос тепла по скелету катализатора, тепло- и массообмен между наружной поверхностью зерен и газовым потоком, конвективный перенос тепла и массы и, если необходимо, внутренний перенос вещества и тепла в зерне катализатора. [c.175]

Рассмотрим массообмен между частицей и сплошной средой, когда сопротивление переносу сосредоточено в самой частице. В этом случае изменением концентрации во внешнем потоке можно пренебречь. Такие задачи будем называть внутренними. Так, если к внешним задачам относили определение коэффициентов массоотдачи, то к внутренним — нахождение кинетических коэффициентов роста и зародышеобразования кристаллов. Вид кинетических коэффициентов определяется из теорий роста, экспериментальных данных. Все существующие теории роста кристаллов можно разделить на три категории [33] 1) теории, описывающие рост кристаллов с чисто термодинамической точки зрения, имеющие дело с идеальными кристаллами (без дефектов решетки) 2) дислокационные теории, учитывающие, что источником ступеней при росте плоскостей кристалла являются дислокации 3) теории, описывающие рост кристалла, как кристаллохимические реакции на поверхности. [c.262]

При проектировании установок сжижения определяются условия процесса и поверхность, которая обеспечивала бы массообмен между фазами за определенный отрезок времени. В основу расчета положены законы фазового состояния и однократного испарения, материальный и энергетический балансы, анализ процесса массообмена. [c.13]

Механизм гетерогенных процессов сложнее гомогенных, так как взаимодействию реагентов, находящихся в разных фазах,, предшествует их доставка к поверхности раздела фаз и массообмен между фазами. Гетерогенный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных физико-химических явлений и химических реакций. Для количественной характеристики сложного технологического процесса в ряде случаев допустимо расчленение era на отдельные стадии и анализ каждой из них. Такой анализ позволяет, например, установить, в какой области— диффузионной или кинетической — идет процесс, и при расчете пренебречь той стадией, которая оказывает малое влияние, если только скорости диффузии и химических реакций не соизмеримы. [c.153]

При массообмене между жидкостью и газом поверхность контакта фаз можно увеличить за счет измельчения массы жидкости. Чем меньше размер капель, тем больше удельная поверхность контакта. Для увеличения поверхности контакта разработано множество приспособлений. Во многих из них распыление жидкости достигается за счет скоростного напора газа, проходящего через контактные элементы. При этом газ проходит через жидкость не сплошным потоком, а в виде пузырьков, благодаря чему создается поверхность контакта. Количество пены, образующейся при прохождении газа через жидкость, ограничивается уносом жидкости с газовым потоком, что приводит к уменьшению эффективности контактного элемента. Сочетание скорости потока газа и размера капель жидкости должно быть таким, чтобы капли вновь возвращались в массу той жидкости, из которой они попали в поток газа. [c.126]

Гомогенный и гетерогенный катализ. Если реагенты и катализатор находятся в одной фазе (газовая смесь или раствор), то осуществляется гомогенный катализ. Если реагенты (газ или жидкость) плохо растворимы в жидком катализаторе или жидкий катализатор плохо растворим в жидких реагентах и имеются две фазы, то, хотя реакция осуществляется гомогенно, в одной из соприкасающихся фаз, она является гетерофазной. При определенных условиях кинетика такой реакции определяется массообменом между фазами катализатора и реагентов, и в этом случае протекает гетерогенная реакция. При гетерогенном катализе катализатор— твердое вещество, а реагенты —жидкие или газообразные вещества. Реакция в этом случае протекает на поверхности катализатора. Гетерогенный катализ распространен в нефтеперерабатывающей промышленности значительно больше, чем гомогенный. [c.135]

Тепло- и массообмен между газом и распыленной жидкостью отличаются высокой интенсивностью, обусловленной развитой поверхностью фаз, большими значениями движущих сил и коэффициентов тепло- и массопереноса. Процесс можно вести непрерывно и с большой скоростью, поэтому сушка распылением по сравнению с другими способами сушки позволяет сэкономить время, средства и рабочую силу. Это подтверждается приведенными в табл. 3.1 данными по сравнительной стоимости системы сушки каолиновой глины. [c.147]

Кинетические закономерности процесса экстракции определяются основными законами массопередачи. Поскольку при экстракции происходит массообмен между двумя жидкими фазами, распределяемое вещество переходит из одной жидкости в другую. Для развития поверхности фазового контакта обычно одну из жидкостей диспергируют до капель определенной величины. Таким образом распределяемое вещество переходит из сплошной фазы к поверх. [c.360]

Жидкость может быть введена или через одиночное отверстие 1 в стенке трубы (рис. 97, а), или с помощью питательного патрубка 2 в центр газового потока (рис. 97, б). Ороситель с центральным подводом жидкости в отличие от первого типа обеспечивает распыление жидкости, т. е. улучшает условия массообмена в начальной стадии процесса. Под действием центробежных сил капли жидкости осаждаются на внутренней поверхности труб, образуя сплошную жидкостную пленку. Поэтому на основной части трубы имеет место массообмен между газом и жидкостью через свободную поверхность закрученной пленки. [c.174]

Как уже указывалось, описанная выше структура горящего факела представляет принципиальную схему. Сложные процессы массообмена, зависящие от характера движения газов (ламинарное или турбулентное), оказывают влияние на структуру факела. Структура, о которой шла речь выше, наиболее соответствует ламинарному факелу, при котором фронты горения устойчиво сохраняют свою форму и имеют вид, показанный на рис. 87. Массообмен между зонами I, II и III через поверхности Fj-jj, Fj-iji и Fii-jij происходит вследствие молекулярной диффузии. Так, в область I из областей II и III диффундируют продукты горения, в область III диффундирует воздух из окружающей атмосферы и т. д. [c.155]

Тот факт, что теплоотдача слоя с высокой плотностью зависит не от лучистого теплопереноса, а от конвективного массообмена, позволяет существенно снизить тепловые потери через ограждение рабочего пространства, если конструктивно оформить ограждение таким образом, чтобы массообмен между пограничными частицами взвешенного слоя и основной его массой был сведен к минимуму. В этом случае вблизи ограждения будет находиться двухфазная прослойка с температурой, близкой температуре поверхности ограждения. [c.196]

Сравнивая обе модели, можно отметить, что, будучи основаны на прямо противоположных исходных предпосылках, они характеризуют предельные случаи при оценке влияния скорости диффузии в твердой фазе на скорость массообмена в кристаллизационной колонне. Влияние размера движущихся кристаллов на эффект разделения учитывается в уравнениях, характеризующих обе модели, лишь косвенно, через соответствующие коэффициенты, выражающие удельную поверхность контакта фаз при диффузионном массообмене между ними — первая модель, при теплообмене (перекристаллизация) и экстрактивной отмывке — вторая модель. Основным недостатком первой модели является то, что она построена на очень грубом допущении, так как скорость диффузии в твердых веществах, вероятно, всегда значительно меньше, чем в жидкостях. Но, с другой стороны, [c.134]

Итогом проведенного анализа являются приближенные формулы для поля концентрации и диффузионного притока растворенного в потоке вещества к поверхности капли. Полученные данные позволяют практически рассчитывать массообмен между непрерывной и дискретной фазами при экстракции и других процессах, проводить сопоставление и контроль результатов численного решения задачи, содержат методику приближенного решения сходных по математической постановке задач. [c.21]

Далее можно выделить основные составляющие процесса неподвижного слоя катализатора в соответствии с иерархической структурой его квазигомогенной модели. Одна из составляющих - превращение в пористом зерне катализатора, другие - перенос тепла и вещества движение реагентов в слое, тепло- и массообмен между потоком и поверхностью зерен, переносы тепла и вещества по слою вдоль общего потока в поперечном направлении, отвод тепла через стенку. Если обмен между потоком и поверхностью зерен существен,, т.е. разность температур и концентраций между потоком и поверхностью значительна, то перенос тепла и вещества по слою, естественно, разделяют на две составляющие по твердой фазе слоя и через смывающий их поток. Структура стационарного процесса в неподвижном слое катализатора представлены на рис. 3.8. [c.88]

Оросительные устройства вентиляторных и башенных градирен по своей конструкции аналогичны. Вентиляторные градирни с пленочным оросителем выполняются, как правило, противоточными. Наряду с пленкой в оросителях такого типа образуется определенное количество капель и мелких брызг, свободная поверхность которых, как и поверхность пленки, участвует в тепло- и массообмене между водой и воздухом. [c.152]

Рассмотрим установившийся массообмен между частицей (каплей) и потоком жидкости в случае, когда вещество, диффундирующее от поверхности частицы, испытывает в потоке химическое превращение. При ряде упрощающих предположений, в частности при предположении о диффузионном режиме растворения реагента на поверхности частицы, диффузия в потоке может быть описана следующими уравнениями и граничными условиями [c.191]

I — тепло- и массообмен между внутренней областью частицы катализатора и ее поверхностью [c.59]

И — тепло- и массообмен между наружной поверхностью частицы катализатора и потоком газа [c.59]

Наиболее распространенным типом ротационных аппаратов является пленочный центробежный аппарат, в котором за счет действия центробежной силы на поверхности вращающихся элементов создается тонкая пленка, перемещающаяся от центра к периферии. Пар, идущий навстречу пленке, контактирует с не . На поверхности контакта происходит массообмен между паром и жидкостью. Пленочные центробежные контактные аппараты разнообразны по конструкции, но наиболее известны и изучены аппараты с горизонтальным валом со спиральным ротором и с ротором, собранным из соосных цилиндров. [c.287]

В уравнениях материального и теплового балансов для слоя учтены радиальный и продольный переносы по фазам, поток реагентов, отвод тепла от газовой фазы к стенке, тепло- и массообмен между потоком й поверхностью и источники тепла и вещества. [c.170]

Механизм гетерогенных процессов сложнее гомогенных, так как взаимодействию реагентов, находящихся в разных фазах, предшествует их доставка к поверхности раздела фаз и массообмен между фазами. Поэтому при изучении кинетики гетерогенных процессов следует учитывать дополнительные факторы помимо тех, которые рассматриваются для гомогенных процессов, а именно а) общее уравнение скорости гетерогенного процесса, кроме химической кинетики, должно отражать кинетику массопередачи, причем выражение скорости массопередачи зависит от характера гетерогенной системы (Г—Ж, Г—Т, Т—Ж и т. д.) [c.150]

Массообмен между кипящим слоем и погруженным в него телом. В общем случае аналогии между тепло- и массопереносом в КС нет, поскольку в процессе массообмена частицы, не адсорбирующие диффундирующее вещество, не участвует, тогда как в переносе теплоты любые частицы играют активную роль. Лишь в слое крупных частиц (Аг > 10 ) и при малом размере поверхности ( т а) газ, фильтрующийся у теплообменной поверхности, не успевает существенно прогреться и, тем более, передать теплоту окружающим частицам. Таким образом, частицы в этом случае не включаются и в теплоперенос, поэтому между тепло-и массопереносом здесь существует аналогия, позволяющая пользоваться для расчета безразмерного коэффициента массоотдачи — критерия Шервуда Shl = (1/0 — зависимостями, полученными при изучении теплообмена, т. е. формулой (2.8), которая для случая массообмена будет иметь вид [c.116]

Схема процесса проиллюстрирована на рис. 4.18. Твердую частицу радиусом Rq обтекает поток газа, содержащий реагент с концентрацией q. Частицу окружает пофаничный слой Пс, через который осуществляется массообмен между поверхностью частицы и ядром потока. Реакция начинается на поверхности твердого компонента и фронтально продвигается вглубь. В какой-то момент процесса частица будет состоять из ядра радиусом содержащего не прореагировавшее вещество B,j и наружного слоя продукта или/и не реагирующих, инертных для протекающей реакции компонентов. Реакция протекает на поверхности ядра, в результате чего оно уменьшается, но размер частицы (Лд) сохраняется. Такой гетерогенный процесс называют сжимающееся ядро . [c.117]

Слагаемое i не описывает процессы переноса, так как оно обуславливает изменение f даже в том случае, когда f = onst при z < Zi (это изменение обусловлено тем, что объем z < z, в процессе смешения непостоянен). Второе слагаемое й описывает массообмен между поверхностью z = Zj и окружающей средой. [c.209]

Гранулированный твердый катализатор располагается в реакторе в лромежутках между поверхностями охлаждения и омывается в направлении сверху вниз потоком синтез-газа. Путем использования нового катализатора и новых данных по теплопередаче и массообмену в зернистых материалах, при разработке которых большая роль принадлежала Бротцу [70], выход продуктов синтеза с реактора удалось увеличить с 2 до 50 т [71]. [c.127]

Межфазная поверхность, через которую происходит массообмен между жидкостью и газом, велика и составляет около 1500 лl /лi газа при среднем диаметре лузырька 4 лш. Линейная скорость, пересчитанная на незаполненное сечение, должна находиться в пределах 1—30 см/сек. Размер частиц катализатора может меняться в интервале от 1 до 100 м. [c.361]

Процессы второй группы обязательно сочетаются с процессами первой группы например, в любом непрерывном процессе всегда присутствуют перемещение твердого материала, смещение или сепарация. В рассматриваемых процессах происходит тепло-, а иногда и массообмен между твердыми частицами и псевдоожижа-ющей средой — газом или жидкостью, а также теплообмен кипящего слоя со стенками аппарата либо погружными теплообменными поверхностями. В большинстве промышленных процессов используется псевдоожижение газом, тогда как псевдоожижение капельной жидкостью (например, при массовой кристаллизации, растворении, некоторых способах очистки сточных вод и др.) используется много реже. Наконец, в совмещенных процессах грануляции — кристаллизации одновременно участвуют твердая, жидкая и газовая фазы (псевдоожижающая среда). [c.209]

Массо- и теплообмен в колоннах с насадкой характеризуются не только явлениями молекулярной диффузии, определяющимися физическими свойствами фаз, но и гидродинамическими условиями работы колонны, которые определяют турбулентность потоков. В зависимости от скорости потока в колонне возможны три гидродинамических режима ламинарный, промежуточный и турбулентный,— при которых поток пара является сплошным, непрерывным и заполняет свободный объем насадки, не занятый жид1костью, в то время как жидкость стекает лишь по поверхности насадки. Дальнейшее развитие турбулентного движения может привести к преодолению сил поверхностного натяжения и нарушению граничной поверхности между потоками жидкости и пара. При этом газовые вихри проникают в поток жидкости, происходит эмульгирование жидкости паром, и массообмен между фазами резко возрастает. В случае эмульгирования жидкость распределяется не по насадке, а заполняет весь ее свободный объем, не занятый паром жидкость образует сплошную фазу, а газ — дисперсную фазу, распределенную в жидкости, т. е. происходит инверсия фаз. [c.302]

Согласно этой теории причина размывания хроматографических полос обусловлена диффузией в газе и порах сорбента, а также массообменом между газом и неподвижной фазой. Сама диффузия имеет сложный характер. В реальной хроматографической колонке могут происходить следующие виды диффузии а) молекулярная диффузия, обусловленная тепловым движением молекул б) вихревая диффузия, вызываемая завихрением газа вокруг зерен насадки в) недостаточная скорость массопередачи из газовой фазы к поверхности неподвижной жидкости (в ГЖХ) или к поверхности твердого адсорбента (в ГАХ), обусловленное внешней диффузией, или замедленной внешнеди( узионной массопередачей недостаточная скорость миграции молекул адсорбированного вещества с поверхности неподвижной фазы внутрь неподвижной фазы, обусловленное замедленной внутренней диффузией или замедленной внутридиффузионной массопередачей. Последние два вида диффузии направлены поперек [c.52]

Полная геометрическая поверхность насадок (табл. УИ/4, см. приложение, стр. 594) не совпадает с величиной активной (смоченной.— Ред.) поверхности, участвующей в тепло- и массообмене между жидкостью и паром. Величина активной поверхности всегда меньше геометрической поверхности из-за неравномерного орошения и смачиваиия, а также вследствие растекания жидкости к стенкам и каналообразования. В табл. 76 приведены размеры [c.449]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология