Плотность потока переносимых частицами веществ

При описании процессов переноса (вещества, теплоты, количества движения, электрического заряда и т. д.) основным является понятие плотности потока данной величины (вектор). Определим плотность потока частиц сорта t следующим соотношением [c.445]

Законы переноса вещества и тепла идентичны. Из-за развитой внутренней поверхности имеет место интенсивный теплообмен между обеими фазами, приводящий к гомогенизации системы. Поэтому становится вполне приемлемым использование закона Фурье q = — Я-эф grad Т, определяющего плотность теплового потока q в зависимости от градиента температуры и величины коэффициента эффективной теплопроводности зерна катализатора Хэф. Экспериментальные значения Хдф, найденные различными авторами, например [73], свидетельствуют о том, что на теплопроводность пористых зерен относительно слабо влияют теплофизические свойства твердого материала. Большое влияние оказывает теплопроводность газовой фазы. Однако решающее значение на величину зф оказывают геометрические характеристики структуры, особенно величины площадей наиболее узких мест или окрестности областей спекания, сращивания, склеивания частиц друг с другом. Для приближенной оценки величины Хэф можно рекомендовать монографию [74], в которой представлен значительный объем экспериментальных данных по дисперсным материалам. [c.157]

Методы интенсификации процессов экстрагирования в системе твердое тело — жидкость. Скорость внутренней диффузии определяется условиями переноса вещества в капиллярах твердой частицы, а скорость внешней диффузии — скоростью обтекания частиц потоком. В определенной мере эти факторы взаимосвязаны. При движении жидкости через неподвижный слой частиц условия их обтекания зависят исключительно от расхода жидкости. При свободном же движении частиц скорость обтекания равна разности скоростей жидкости и частицы (скорости осаждения). Чем крупнее частица и чем больше ее плотность отличается от плотности жидкости, тем выше скорость обтекания (соответствующие закономерности рассмотрены в гл. И). [c.499]

В общем случае при моделировании процессов массоотдачи в многокомпонентных смесях необходимо использовать квадратную матрицу коэффициентов массоотдачи размером (л— 1)Х( — 1). Так, в трехкомпонентнои смеси необходимо оперировать четырьмя коэффициентами массоотдачи р,, , р, Рг i. р2 г- Нами получены соотношения для нахождения матрицы коэффициентов [p, ]. Данные расчетов, приведенные выше, показывают, что в случае разбавленных водных растворов плотность потока компонента в смеси не сильно отличается от его потока в индивидуальном водном растворе. Кроме того, турбулентный перенос в пределах диффузионного пограничного слоя не зависит от присутствия других компонентов в смеси. Все это позволяет для расчета коэффициентов внешнего переноса массы смеси веществ в водных растворах пользоваться в первом приближении при перемешивании твердой фазы соотношением (I). Особенности адсорбции вещества из смеси в этом случае определяются изотермами адсорбции смеси веществ, т. е. равновесными концентрациями компонентов на поверхности частицы адсорбента [3]. Аналогичная ситуация имеет место и при расчете внешнедиффузионной динамики адсорбции. [c.137]

Конвективная диффузия представляет собой перенос, частиц растворенного вещества вместе с потоком движущейся жидкости. Движение жидкости возникает при этом или самопроизвольно Б результате неодинаковой плотности раствора в отдельных его частях, или искусственно при перемешивании и принудительной циркуляции. [c.299]

Конвективная диффузия представляет собой перенос частиц растворенного вещества вместе с потоком движущейся жидкости. Движение жидкости возникает при этом или самопроизвольно, в результате неодинаковой плотности раствора в отдельных его частях, т. е. в результате существования градиента плотности dp/dx (естественная конвекция), или искусственно при перемешивании и циркуляции (принудительная конвекция). [c.321]

Явление теплопроводности состоит в том, что перенос теплоты происходит путем непосредственного соприкосновения между микрочастицами (молекулами, атомами, электронами) - от частиц с большей энергией к частицам с меньшей энергией, т.е. процесс переноса теплоты теплопроводностью протекает по молекулярному механизму. В подвижных средах (жидкость, газ) при турбулентном режиме движения потока молекулярный механизм переноса теплоты, т. е. теплопроводность, имеет существенное значение в тонких, пограничных с твердой стенкой слоях. При ламинарном движении потока или в неподвижной жидкости теплопроводность может быть основным видом переноса теплоты. Поскольку теплопроводность-явление молекулярное, то на скорость процесса переноса теплоты теплопроводностью существенное влияние оказывают структура и свойства вещества (например, для подвижных сред - вязкость, плотность и др.). В твердых телах, например в диэлектриках, перенос энергии осуществляется фононами, в металлах - электронами. [c.263]

В реальных условиях баланс при прохождении тока обеспечивается за счет дополнительных видов переноса вещества в электролите — диффузии и конвекции. Первоначальный разбаланс скоростей. миграции и реакции вызывает изменение концентраций компонентов вблизи поверхности электродов и установление концентрационных градиентов. В результате для каждого компонента возникает диффузионный поток Jd.i- Кроме того, в жидких электролитах почти всегда возникают гидродинамические потоки жидкости, вызывающие конвективные потоки растворенных компонентов реакции Jki-j- В отличие от миграционных потоков, в диффузионных и конвективных потоках участвуют и незаряженные компоненты реакции. Плотность общего потока /, частиц / — алгебраическая (векторная) сумма плотностей всех отдельных видов потоков [c.31]

Чу и соавторы построили график зависимости фактора переноса вещества от модифицированного числа Рейнольдса DpG fig (1—s) и получили единую линию для всех данных. Эта обобщенная зависимость, изображенная на рис. 17, применима к неподвижному и кипящему слою гранулированных частиц и не имеет ограничений, связанных со спецификой систем. Одна и та же зависимость получена для кипящего слоя, создаваемого газом или жидкостью. При таком методе обработки исчезает разрыв непрерывности между неподвижным и кипящим слоем, а также влияние размеров частиц. Значение критической скорости потока в точке перехода от неподвижного слоя к кипящему пропорционально плотности частиц, однако, как следует из этих данных, плотность частиц не влияет на перенос вещества. Фактор переноса вещества не зависит от высоты слоя различия систем с кипящим слоем, вероятно, учитываются числом Шмидта, включенным в определение фактора переноса вещества. [c.60]

Обычно в химико-технологических процессах все вещества находятся в движении или, как принято говорить, в потоке. Под потоком понимают перемещение какой-либо среды в пространстве. Наиболее часто инженеру-технологу приходится иметь дело с конвективными потоками, которые характеризуются движением множества частиц под действием какой-либо силы из одного места пространства в другое. Если конвективный поток отнесен к единице площади, через которую он переносится, то говорят о плотности конвективного потока. Плотность потока является вектором, направление которого совпадает с направлением движения потока размерность плотности потока [ ] = [ед. количестваДм с)]. [c.20]

Вполне очевидно, что упрощенную модель процесса стабилизации пламени желательно описать с точки зрения как аналитических, так и экспериментальных исследований. Предлагаемая упрощенная модель показана на фиг. 11. Наши предположения в данном случае носят предварительный характер. В их основу положены количественные данные, результаты наблюдений следов трассирующих частиц в холодном и горячем потоках и шлирен-фотографии. К сожалению, наблюдения производились на различных лабораторных установках, поэтому сравнивать результаты приходится с большой осторожностью. При разработке предлагаемой модели было установлено следующее I) поток является трехмерным, аксиально симметричным 2) как первичный, так и вторичный потоки находятся в движении 3) эти два потока движутся в противоположных направлениях 4) первичный поток является дозвуковым, вторичный поток — звуковым или сверхзвуковым 5) химический состав этих двух потоков может быть неодинаковым 6) температуры двух потоков приблизительно одинаковы (но не обязательно) 7) плотности потоков примерно одинаковы 8) зона смешения является турбулентной 9) протекают процессы переноса вещества, количества движения и энергии 10) в обоих потоках имеется некоторая начальная турбулизация. [c.326]

Развитие современной термодинамики началось с формулировки ряда постулатов, которые не могут быть строго обоснованы в рамках макроскопических представлений и не являются столь же широкими обобщениями, как первые три начала термодинамики. Можно тем не менее утверждать, что выдвинутые положения, которые рассматриваются ниже, справедливы по крайней мере в случае малых отклонений от равновесия. Вместе с известными началами классической термодинамики новые положения, прюдставляющие собой обобщения соответствующих экспериментальных данных, составили теоретическую основу линейной термодинамики неравновесных процессов. В отличие от равновесных статистических ансамблей характеристики неравновесных макроскопических систем изменяются со временем, а термодинамические параметры имеют разные значения в различных точках системы, т.е. зависят от координат. Существование в системе разности величин какого-либо интенсивного параметра (температуры, давления, концентрации) ведет к возникновению потока некоторого экстенсивного параметра (в конечном счете, вещества и энергии). Скорость переноса экстенсивной величины вследствие выравнивания интенсивного фактора в реальных условиях не будет бесконечно малой, как в случае равновесного, обратимого процесса. К типичным примерам неравновесной системы такого рода можно отнести поток газа при наличии градиента плотности поток жидкости, вызванный разностью гидростатических давлений поток тепла (теплообмен) под действием градиента температуры, поток заряженных частиц в электрическом и магнитном полях и т.д. [c.443]

В зависимости от условий эти три процесса переноса в каждом случае дают разный вклад в перенос массы. Если жидкость как целое находится в покое, вязкое течение не влияет на поток если химический потенциал (активность) -го вещества постоянен во всей магериальной системе, диффузия не имеет значения и, наконец, если электрический заряд частиц рассматриваемого -го вещества равен нулю, электрическое поле не дает непосредственного вклада в поток. Однако на практике редко один процесс протекает изолированно от двух других. Так, диффузия изменяет концентрацию раствора и соответственно его плотность, что вызывает конвекцию, т. е. вязкое течение. Электрический ток, проходящий через электролит, способствует изменению концентрации вблизи электродов, что обусловливает диффузию. В большинстве случаев конвекция также дает вклад в суммарный перенос массы. Кроме этого, при диффузии электролита из-за различной подвижности разных ионов в растворе возникает градиент электрического потенциала, влияющий на поток даже в отсутствие внешнего электрического поля. Тем не менее при теоретическом обсуждении переноса массы отдельное рассмотрение трех типов переноса можно считать оправданным, поскольку таким образом подчеркиваются важные соотношения и исключаются трудности, возникающие при их единой обработке. [c.301]

По-видимому, почти всегда при выборе способа введения жидкости или газа в реактор можно отдавать предпочтение потоку. Это облегчает перенос вещества и теплообмен. Малая плотность реагента в случае газа может быть скомпенсирована благодаря применению большого объема. Кроме того, поток позволяет выводить продукты реакции. Для реакторов с подвижным слоем применение потока также очень полезно, хотя роль потока здесь менее значительна, чем для реакторов с неподвин ным слоем. В случае реакторов последнего типа подвижность частиц твердого вещества всегда можно частично скомпенсировать движением жидкости, а чаще всего эффективным перемешиванием последней. [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология