Диффузионное перемешивание

Модели перемешивания частиц. Обширная библиография работ, посвященных исследованию закономерностей движения частиц, содержится в [1]. Наибольшее распространение получили модели, основанные па представлениях о диффузионном перемешивании частиц или циркуляционном характере их движения с обменом между восходящим и нисходящим потоками [13, 15, 23]. Наши эксперименты с мечеными теплом частицами и последующая обработка данных ио диффузионной и циркуляционной моделям привели к выводу, что последняя более точно отражает переходные процессы (рис. 7). Как видно из рисунка, диффузионная модель не описывает начальное запаздывание и крутой фронт экспериментальной кривой отклика. Циркуляционная модель хорошо описывает полученные экспериментальные данные во всем диапазоне условий проведения экснеримента. В работе [23] даны значения параметров циркуляционной модели, найденные из этих экспериментов. [c.54]

Для вывода расчетных формул этой методики рассмотрим объем V, заключающий в себе полное число всех частиц Л/ средняя концентрация последних в нем п = М1У. Выделим небольшую часть этого объема (рис. II.34). Тогда, вследствие диффузионного перемешивания, мгновенное число частиц в нем (/) будет колебаться с течением времени около среднего = пУг- За достаточно малый промежуток времени т через поверхность ограничивающую этот объем, выйдет наружу 5 /От/я [c.108]

Уже говорилось, что образование поверхности приводит к росту термодинамического потенциала, следовательно, самопроизвольные процессы должны идти в направлении его уменьшения, а это возможно только при уменьшении поверхностного натяжения. Последнее обусловливает самопроизвольное обогащение поверхности тем компонентом, поверхностное натяжение которого ниже. В свою очередь диффузионное перемешивание стремится свести эту неравномерность к минимуму. [c.213]

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 случае диффузионного горения общая продолжительность процесса т" слагается из продолжительности диффузионного перемешивания газа с воздухом Тд, сопровождающегося интенсивным нагреванием компонентов, и времени течения реакции. Так как отрезок Тд значительно больше т , то количество выделяющегося углерода С" будет во много раз больше, чем С при кинетическом горении. Это определяет возникновение сажистого факела. [c.158]

Во втором случае процесс смешения без участия вторичного воздуха, сопровождающийся одновременным нагреванием смеси, заканчивается в пределах топки. Такое сгорание в общих чертах подобно диффузионному, но с сокращением периода диффузионного перемешивания и меньшим выделением сажистого углерода., . [c.158]

Основными упрощающими предположениями являются полное (идеальное) перемешивание дисперсной фазы или диффузионное перемешивание частиц при их направленном поперечном перемещении по отношению к направлению движения потока сушильного агента. Относительно сушильного агента в большинстве случаев делается предположение о режиме полного (идеального) вытеснения при его движении в пределах КС. [c.155]

П. Диффузионное перемешивание дисперсного материала. [c.168]

Константа скорости сушки К считается зависящей только от температуры слоя. Полагается также, что температура сушильного агента на выходе из КС равна температуре материала при соответствующей координате вдоль направления движения дисперсного материала. Коэффициент диффузионного перемешивания От дисперсного материала вдоль координаты I должен определяться из соответствующих экспериментов с меченым материалом (см. гл. 1). [c.169]

Коэффициент диффузионного перемешивания определяется экспериментально методом метки. Для этого в поток сплошной среды на входе в аппарат вносится мгновенный имнульс, например подкрашенная жидкость или раствор какого-либо вещества, концентрацию которого нетрудно измерить на выходе из аппарата. При определении коэффициента диффузионного перемешивания дисперсной фазы метка может осуществляться при помощи импульсного введения в поток твердой фазы подкрашенных частиц, [c.55]

Здесь г — текущий радиус внутри слоя материала. Коэффициенты диффузионного перемешивания жидкости (0 и Ожг) и дисперсной фазы (D x и О г) в аксиальном и радиальном направлениях не одинаковы, но неизменны по объему слоя. Слагаемые левой части уравнения (1.107) соответствуют конвективному переносу компонента со сплошной и дисперсной фазами. Скорости фаз и порозность движущегося слоя должны быть известными функциями координат. [c.67]

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]

Диффузионное перемешивание в турбулентном потоке (так называемая вихревая диффузия) происходит значительно быстрее, чем в ламинарном. Поэтому, вычислив функцию распределения времени пребывания для потока в трубчатом реакторе на основе уравнения (V, 15), наложим на нее влияние вихревой диффузии. [c.92]

Для нахождения скорости массообмена выходная F-кривая подвергалась обработке 9, 141 эти результаты представлены в табл. VI.2 и на рис. VI-7 и VI-8. При определении коэффициента обмена исходили из предположения об идеальном вытеснении в фазе пузырей и диффузионном перемешивании, характеризуемым коэффициентом = 93 см2/с при Uo = 12 см/с в плотной фазе. [c.163]

Для капельной жидкости в качестве метки может быть использована подкрашенная жидкость или раствор какого-либо вещества, концентрация которого относительно легко определяется в основном потоке-носителе. В газовых потоках меткой может служить примесь иного, легко анализируемого газа, желательно близкой плотности к величине плотности основного газового потока. При определении коэффициента диффузионного перемешивания дисперсного потока в качестве метки могут служить подкрашенные частицы или частицы иного химического состава (имеющие примесь легко анализируемого вещества). При этом на выходе из аппарата определяется доля меченых частиц в основном выходящем потоке дисперсного материала. [c.73]

Сложные модели движения фаз внутри аппаратов обычно содержат два или более параметров. Так, для модели застойных зон необходимы параметры, определяющие относительный объем этих зон и интенсивность обмена застойных зон с основным потоком диффузионное перемешивание может происходить не только в продольном, но и в поперечном направлениях и т. п. [c.75]

Уравнение (1.74) не может быть решено в общем виде, даже если известны значения всех коэффициентов диффузионного перемешивания и распределение скоростей фаз и порозности по всему объему движущегося слоя. Однако в простых случаях, когда перемешиванием в обеих фазах можно пренебречь по сравнению с конвективным переносом, все слагаемые в правой части (1.74) принимают нулевые значения граничные условия к уравнению (1.74) также упрощаются [c.84]

Диффузионное перемешивание дополнительно размывает концентрационные профили вдоль слоя (рис. 4.13). Как [c.223]

В которой учитывается диффузионное перемешивание газа. Нестационарные слагаемые дС/дх и да/дх существенны для пусковых и переходных режимов работы аппарата в стационарных условиях система уравнений (4.61) упрощается [c.226]

Процедура анализа и окончательные результаты решения задач сушки дисперсных материалов в движущемся слое при учете продольного диффузионного перемешивания сушильного агента приведены в монографии [39]. [c.312]

Диффузионное перемешивание материала. Модель полного перемешивания дисперсной фазы в псевдоожиженном слое наиболее проста и поэтому допускает аналитические решения задач непрерывной сушки в одно- и многосекционных аппаратах не только в стационарных, но и в переходных режимах процесса [58, 59]. Полное перемешивание, однако, может быть принято лишь при интенсивном псевдоожижении в слоях, высота и горизонтальные размеры которых относительно невелики и приблизительно одинаковы, а для псевдоожиженных слоев значительной протяженности гипотеза о полном перемешивании дисперсного материала становится мало оправданной. [c.327]

Решение уравнения (5.182) в общем виде представляет весьма значительные трудности, и потому в литературе имеются лишь примеры анализа наиболее простых случаев. Так, в [62] рассматривается полное перемешивание частиц одинакового и неизменного размера. Анализируется также процесс одномерного диффузионного перемешивания частиц материала в направлении его массового движения. В [63] приводятся некоторые решения применительно к случаям отсутствия сепарации, истирания и уноса частиц и для сушки только в периоде постоянной скорости, описываемой уравнением (5,183) или для простых, целочисленных значений аппроксимационного коэффициента т в формуле (5,39), Полученные решения содержат квадратуры и в общем случае описывают не только стационарные, но также и переходные режимы работы сушильного аппарата непрерывного действия. [c.332]

Строго говоря, влияние диффузионного перемешивания существенно не само по себе, а по отношению к переносу вещества потока в результате перемещения его со средней скоростью w, т. е. ширина кривой есть функция безразмерного комплекса wL/Di = Ре - диффузионного критерия Пекле (см. определяющее соотношение (5.26)). [c.143]

В аппарате непрерывного действия с диффузионным перемешиванием движение частиц, введенных в аппарат при t = О, описывается уравнением [c.27]

Распылительные колонны характеризуются интенсивным продольным перемешиванием [204—224]. Общее ntj)вмешивание вэттих колоннах является результатом не только диффузионного перемешивания, характеризующегося коэффициентом продольной турбулентной диффузии, но и крупномасштабного перемешивания [224 i Многие исследователи [204—211, 222] обнаружили резкое изменение профиля концентраций в месте ввода сплошной фазы в колонну— так называемый концевой эффект, который не зависит от направления массообмена. Установлено также, что в распылительных колоннах, особенно в колоннах больших диаметров, происходит интенсивное продольное перемешивание сплошной фазы, снижающее эффективность этих аппаратов. [c.201]

Из соотношения (5.61) видно, что профиль концентраций в напорном канале зависит от соотношения скорости проникания I и скорости диффузионного перемешивания, пропорциональной 0/6. Толщина пограничного слоя заведомо меньше половины высоты напорного канала в мембранных модулях всех типов, составляющей обычно от 0,2 до 1,0 мм. Поэтому в процессах разделения газовых смесей в модулях на основе асимметричных или композиционных мембран скорость проникания I при относительно невысоких давлениях исходной смеси на несколько порядков меньше, чем 0/8. Например, при разделении воздуха с помощью асимметричной поливинилтриме- [c.172]

Химическим элементом с переносом является рассмотренный ранее элемент Якоби. В этом элементе, кроме реакции вытеснения меди цинком, на границе двух растворов USO4 и ZnS04 может происходить диффузионное перемешивание. Естественно, что этот процесс сопровождается некоторым уменьшением свободной энергии. Вследствие этого э. д. с. элемента не будет точно определяться уравнением (IX.20). Хотя эта неточность обычно и невелика, но она может существенно сказаться при определении активности электролита по измерениям э. д. с. [c.174]

В предыдущей главе описаны кинетические законы, которым следуют химические реакции, причем весь процесс рассматривался только на молекулярном уровне. В то же время в реальных условиях эволюция химических систем привела к последовательному образованию множества сложных динамических структур, подготовивщих переход химической эволюции в биологическую. Поэтому проблема возникновения микро- и макроорганизаций в неравновесной системе, получающей от внешней среды вещества и энергию (например, развивающейся в изотермических условиях), исключительно важна. Возможно ли возникновение упорядоченности— временной и пространственной — в исходно однородной системе, в которой протекают химические реакции Трудность решения этой задачи обусловлена тем, что нет столь надежного признака устойчивости неравновесных систем, какими для равновесных является экстремум соответствующего термодинамического потенциала. Поэтому приходится прибегать к изучению кинетики процессов и в ней искать условия возникновения упорядоченности. В наиболее общей форме эта задача решена Тьюрингом (1952), показавшим, что в результате развития химической реакции при постоянной температуре и диффузионном перемешивании концентрации промежуточных продуктов реакции могут распределяться в пространстве неравномерно, образуя зоны различной концентрации. [c.325]

Более сложными оказываются са-ва системы, в к-рой имеется неск. характерных пространств, масштабов, существенно различающихся по порядку величины. Рассмотрим, напр., пористое зерно катализатора характерного размера г с порами характерного радиуса р. На масштабе поры р критерий Дамкёлера Оар = = р мол где -коэф. диффузии в поре. При Оар 1 в поре устанавливается диффузионное равновесие и гетерогенно-каталитич. р-ция протекает по всей ее пов-сти. Напротив, при ОЗр 1 р-ция не успевает продвинуться в глубь поры и концентрация по крайней мере одного из реагентов в ней равна нулю. Для характеристики эффективности использования внутр. пов-сти поры вводят т. наз. характерную глубину р проникновения р-ции в пору. Ее определяют из условия равенства характерных времен диффузионного перемешивания реагентов на Масштабе 1-, р и хим. превращения = [c.634]

Другой модификацией диффузионного метода является ин-тефальный диффузионный метод, развитый Ю.М.Гершен-зоном и Б.Ф.Мониным. В этом методе срез сопла расположен на входе в резонатор ЭПР-спектрометра. Реакцию изучают непосредственно в зоне диффузионного перемешивания реагентов. Измеряют отношение сигналов ЭПР в присутствии и отсутствие реагента В. Поскольку сигнал ЭПР пропорционален полному числу активных частиц в диффузионном облаке, метод является интефальным. [c.110]

В общем случае скорости сплошной (ш) и дисперсной (у) фаз и порозиость движущегося слоя (е) считаются функциям внутренних координат. Коэффициенты диффузионного перемешивания сплошной (Ef,x,Ef,r) и дисперсной Es,x,Es,r) фаз в продольном и радиальном направлениях полагаются численно разными, но постоянными по всему объему слоя. [c.83]

Предельные случаи поведения дисперсного материала в псевдоол<иженном слое также содержатся в уравнении (5.169). Так, при движении материала в режиме полного вытеснения диффузионный поток отсутствует, что соответствует условию оо, и в уравнении становится равным нулю второе, диффузионное слагаемое. В противоположном предельном случае, когда интенсивность диффузионного перемешивания стремится к бесконечности, соотношение (5.169) превращается в уравнение для полного перемешивания дисперсного материала [c.328]

В первом опыте построения теории распространения иламени без применения температуры воспламенения, в работе Льюиса и Эльбе (1147], см. также (37, стр. 214]), пламя рассматривалось как непрерывное ускорение реакции. Тепловой поток из зопы реакции в свежий газ осуществляется как теплопроводностью, так и диффузионным перемешиванием свежего газа с продуктами сгорания. При этом в качестве рабочей гипотезы было принято, что ...сумма термической и химической энергии на единицу массы остается постоянной в любом элементарном слое между свежим и сгоревшим газом (там же). Применительно к выбранному конкретному примеру, нладшни распада озона, предполагалось учесть и роль диффузии активных цептров — атомов О. Одна) о это не было реализо- [c.178]

Это положение, принятое при построении теории распространения пламени распада озона (см. стр. 178), в дальнейшем было подвергнуто ра-дЕшальному пересмотру, и те же авторы пришли к заключению, что диффузионное перемешивание свежего газа с продуктами сгорания происходит со значительно меньшей скоростью, чем перенос тепла теплопроводностью, так что повышепие энтальпии в результате нагрева смеси значи-Te.ibiio превышает ее уменьшеиие в результате разбавления свежей смеси продуктами сгорания. Авторы даже считают возможным в качестве хорошего приближения вообще пренебрегать диффузионным членом в основном уравнении [149, стр. 346, 417]. В итоге энтальпия в пламени остается постоянной только для исходного и конечного состояний, а в промежуточной зоне подогрева создается горб энтальпии. Наличие такого барьера энергии авторы считают по существу необходимым для распространения пламени и особенно для теплового механи.эма зажигания горючей смесп(гм. 15). [c.182]

В пламени граница начала реакции определяется по отрыву фактической кривой (Т — I-), регистрируемой тем или иным способом, от кривой распределения температуры, соответствующей нагреву газа тепло-проЕОДностью (точней, теплопроводностью и диффузионным перемешиванием). Расчет этой кривой производится по уравнению (12.11), распространенному на весь диапазон температур от начальной до максимальной, т. е. с заменой в уравнении Тр на 7 макс и с определением локальных значений температурного градиента по фактической кривой Т — ос). На рис. 143 приведепы из работы Вольфхарда и Гейдона [111] [c.185]

Оцсика теплового потока в пламени только через кондуктивный перенос, без учета диффузионного перемешивания свежей смеси с продуктами сгорания, является общим для всех нриведенных расчетов этого рода. Но это отнюдь не означает, как отмечается в [57], что ,,.за счет диффузионных процессов осуществляется лишь пренебрежимо малая доля общего переноса энергии в пламени . Пренебрежение диффузионным переносом оправдано до тех нор, пока —p D, а не только [c.187]

Образование горба энтальпии в иламени предполагается вблизи его холодной границы, исходя из того, что кондуктивный тепловой поток значительно превосходит по скорости диффузионное перемешивание свежего и сгоревшего газа, т. е. что Х/Срр 7> (см. 12, стр. 182). Но это предположение не соответствует принимаемому для болылинства случаев условию i-/ pp = D. Таким образом, гипотезу горба энтальпии [c.221]

При больших скоростях и малых вязкостях жидкости характер течения становится совершенно иным подкрашенная струйка жидкости энергично размешивается как в поперечном, так и в продольном направлениях, так что на небольшом расстоянии от точки ввода красителя поток основной жидкости оказывается практически равномерно окрашенным. Такой характер течения называют турбулентным режимом, в котором энергичное перемешивание вещества потока происходит за счет хаотически перемешивающихся в потоке объемчиков (глобул) вещества потока. Строго говоря, размывание красителя происходит и в ламинарном потоке за счет диффузии молекул красителя, но такое диффузионное перемешивание происходит с относительно малой интенсивностью по сравнению с очень мощным турбулентным перемешиванием. [c.36]

Простейший способ получения этих пламен, применявшийся при изучении реакций паров Na и К с парами С1а, Вгг, J2, Hg b, HgBr2 и HgJs, состоит в том, что в эвакуированной, нагреваемой до 200—300°С стеклянной или кварцевой трубке пары реагентов пускаются двумя встречными потоками. В месте диффузионного перемешивания обоих потоков и происходит реакция, обнаруживаемая как по свечению пламени, так и по выпадению твердого продукта реакции — щелочно-галоидной соли. [c.82]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология