Диффузия молекулярная и конвективная

Для вывода общего уравнения диффузии используется тот же метод, который применяется при выводе уравнения Навье-Стокса в гидравлике и уравнения Фурье в теории теплопередачи выделяют и пространстве параллелепипед, подсчитывают, сколько вещества поступит в него и уйдет из него через все его грани (по трем осям координат) за счет молекулярной диффузии и конвективного переноса и т. д. Опуская самый вывод, приводим уравнение в окончательном виде [c.31]

Уравнения молекулярной, конвективной и турбулентной диффузии [c.53]

Молекулярная, конвективная и турбулентная диффузии [c.45]

В зависимости от механизма массообмена различают молекулярную и конвективную диффузии. Молекулярная диффузия происходит путем перемещения молекул в неподвижном слое или в слое, движущемся ламинарно, в направлении, перпендикулярном движению потока. Конвективная диффузия — гидродинамический процесс, при котором перемещение макроскопических объемов жидкости происходит вследствие возникновения конвективных токов, обусловленных чаще всего турбулентными пульсациями в потоке. [c.262]

Конвективная диффузия — процесс более быстрый, чем диффузия молекулярная ее скорость в 10—12 раз выше. [c.61]

ДИФФУЗИЯ МОЛЕКУЛЯРНАЯ И КОНВЕКТИВНАЯ [c.40]

Для молекулярно-конвективной диффузии толщина диффузионного пограничного слоя может определяться по уравнению [401] [c.160]

Природа возникновения продольного и радиального перемешивания весьма сложна. Исходя из теории массообмена, в настоящее время считают, что перемешивание возникает в результате молекулярной и конвективной диффузии. Молекулярная диффузия — это перенос массы вещества молекулами (область микрокинетики). Основным законом молекулярной диффузии является первый закон Фика, согласно которому количество продиффундировавшего вещест- [c.105]

Существуют всего два элементарных вида переноса массы того или иного компонента молекулярная диффузия и конвективный перенос, физический смысл которых аналогичен теплопроводности и конвективному переносу теплоты (см. раздел 4). [c.266]

Как уже отмечалось, поток J обусловлен диффузионным транспортным механизмом. Обычно рассматривают несколько типов диффузии [82, 83] конвективная диффузия, молекулярная (или броуновская) ди( х )узия, наведенная турбулентная диффузия. [c.65]

Перенос вещества в пределах одной фазы осуществляется за счет молекулярной диффузии и конвективного переноса. [c.33]

Перенос вещества внутри фазы происходит путем молекулярной, конвективной и турбулентной диффузий. В неподвижной среде перенос проис- [c.242]

Перемешивание ускоряет процессы, протекающие в диффузионной области вследствие замены медленной молекулярной диффузии быстрым конвективным переносом реагентов в зону реакции. Особенно эффективно перемешивание жидких гомогенных систем, в которых молекулярная диффузия происходит медленнее, [c.144]

Если рассматриваемая среда представляет собой многокомпонентную смесь, то в общем случае различные ее компоненты перемещаются с разными скоростями. За счет этого состав смеси изменяется в пространстве и во времени. Перенос любого компонента в движущейся среде обусловлен двумя факторами 1) массовым движением, мерой которого является скорость (конвективный механизм), и 2) диффузией, скорость которой зависит от градиента концентрации переносимого компонента и эффективного коэффициента диффузии (молекулярный механизм). Под эффективным коэффициентом диффузии понимается величина, характеризующая молекулярный перенос рассматриваемого компонента смеси при данных конкретных условиях. Механизм и математическое описание процесса диффузии в многокомпонентных смесях подробно рассматриваются в гл. V. [c.63]

Гидродинамические особенности турбулентного потока в канале были рассмотрены в гл. 3. Здесь же следует отметить влияние гидродинамических условий на перенос вещества. В пограничном слое толщиной 8 (рис. 15-2) происходит резкое, близкое к линейному изменение концентраций поскольку в этой области потока скорость процесса определяется молекулярной диффузией, роль конвективной диффузии мала. Это объясняется тем, что на границе раздела фаз усиливается тормозящее действие сил трения между фазами и сил поверхностного натяжения на границе жидкой фазы. Образование гидродинамического пограничного слоя вблизи поверхности раздела фаз ведет к возникновению в нем диффузионного пограничного слоя толщиной 5д, обычно не совпадающей с 5 . В ядре потока массоперенос осуществляется в основном турбулентными пульсациями, поэтому концентрация распределяемого вещества в ядре потока практически постоянна. Как отмечалось выше, перенос вещества движущимися частицами, участвующими в турбулентных пульсациях, называют турбулентной диффузией. Перенос вещества турбулентной диффузией описывается уравнением, аналогичным уравнению (15.14а) [c.16]

Массообмен менаду пузырем и непрерывной фазой в двумерном слое исследовался как теоретически, так и экспериментально в работе [29]. Рассматривался круглый цилиндрический пузырь постоянных размеров, поднимающийся с постоянной скоростью в плоском псевдоожиженном слое. Предполагалось полное смешение вещества в области циркуляции. Процесс конвективной диффузии считался протекающим в диффузионном пограничном слое у внешней поверхности облака. Авторы предполагали, что процесс переноса вещества в плотной фазе определяется молекулярной диффузией. Уравнение конвективной диффузии в погра- [c.126]

Диффузионный обмен, пли массопередача, является процессом спонтанным (самопроизвольным). В этом сложном физико-химическом процессе различают два принципиально различных механизма переноса вещества 1) диффузию молекулярную и 2) диффузию конвективную. [c.60]

Перенос массы (вещества) при ламинарном режиме течения потоков осуществляется молекулярной и конвективной диффузией, при переходных режимах течения — молекулярной, конвективной и турбулентной диффузией, а при развитом турбулентном режиме — конвективной и турбулентной диффузией. [c.45]

Одним из основных способов увеличения скорости химического процесса является перемешивание реагентов. Причем перемешивание увеличивает коэффициент массопередачи или константу скорости процесса вследствие перехода от молекулярной диффузии к конвективной. При этом снижается диффузионное сопротивление, препятствующее взаимодействию компонентов. Наиболее целесообразно увеличивать степень перемешивания взаимодействующих веществ при осуществлении процессов, протекающих в диффузионной области. При этом увеличивать степень перемешивания можно до тех пор, пока общая константа скорости процесса не перестанет зависеть от коэффициентов переноса В, т. е. до перехода процесса из диффузионной области в кинетическую. Дальнейшее увеличение перемешивания в проточных аппаратах снижает движущую силу процесса и скорость реакции. [c.141]

Элементарные виды переноса массы какого-либо вещества оказываются аналогичными способам переноса теплоты. Таких элементарных видов массопереноса всего два молекулярная диффузия и конвективный перенос за счет массового движения текучей среды, содержащей целевой компонент. [c.345]

Влияние гидродинамического и аэродинамического режима. Различают два вида диффузии молекулярную (или микродиффузию) и конвективную (или макродиффузию). Движущей силой микродиффузии данного вещества является разность концентраций этого вещества в различных частях системы. Перенос вещества от мест с большей концентрацией к местам с меньшей концентрацией осуществляется в этом случае за счет теплового движения молекул. [c.206]

Поскольку размеры и форма капель различны, не существует единой физической модели процесса массоотдачи внутри капель, который может осуществляться путем молекулярной диффузии и конвективного, переноса. Ввиду сложности процесса массоотдачи в дисперсной фазе модели для его описания являются спорными. Предложенные модели массоотдачи в сплошной и дисперсной фазах подробно описаны в литературе (см., например, [3]). [c.256]

Основное уравнение массопередачи. В процессе массообмена перенос вещества осуществляется за счет диффузии. Существует два вида диффузии молекулярная диффузия и конвективная диф- [c.219]

Опыты, проведенные с газометрами диаметром 226 и 452 мм (емкость по газу соответственно 22 и 100 л) в течение 30 дней, показали, что потери воды составляют 2,5—4,4%, а потери ацетилена 22—26% от общей емкости. Эти потери могут быть снижены на 75%, если на поверхность воды в кольцевом пространстве и нод колоколом поместить крышки [4.4]. Проведены также опыты с газгольдером емкостью 1,3 м , установленном в помещении с примерно постоянной температурой и, следовательно, защищенном от интенсивного перемещения воздушных потоков и колебаний дневной и ночной темнературы. Содержание ацетилена в воде на глубине 2 мм от поверхности кольцевого пространства составило 204 мг/л. При этом концентрация ацетилена в воздухе на расстоянии 2 мм от уровня воды была лишь 0,15 0,02% (об.), т. е. значительно ниже взрывоопасной [4.5]. Количество газа, выделяемого из воды, зависит от скорости процесса диффузии газа в воде и скорости, с которой газ десорбируется с поверхности воды. Молекулярная диффузия сопровождается конвективной диффузией внутри жидкой фазы. [c.67]

Левая часть уравнения конвективной диффузии характеризует конвективный перенос вещества вместе с жидкостью, правая часть — молекулярную диффузию. Очевидно, что все безразмерные члены, входящие в уравнение (8,13), имеют, вообще говоря, порядок единицы. Поэтому соотношение между конвективным и диффузионным переносом вещества характеризуется единственным числовым параметром— безразмерным числом Пекле. Оно играет для процесса конвективной диффузии ту же роль, что число Рейнольдса для течения жидкости. [c.60]

Массопередача может осуществляться путем молекулярной, конвективной и турбулентной диффузии. В случае молекулярной диффузии обычно пренебрегают зависимостью коэффициента диффузии от концентрации, т. е. полагают О в выражении (1.58) величиной постоянной. Применительно к процессам массопередачи [c.17]

Пленочная теория Льюиса-Уитмена. Массопередача может осуществляться путем молекулярной, конвективной и турбулентной диффузии. При изучении процесса общий коэффициент массопередачи в ряде случаев выражается через частные коэффициенты. Это весьма плодотворная идея нашла отражение в исследованиях механизма молекулярной диффузии, проведенных авторами "пленочной теории" Льюисом и Уитменом в 1923 — 1924 гг. Льюис и Уитмен, используя аппарат теории растворения Нернста и Бруннера (1904), при разработке модели процесса диффузии делали следующие основные допущения [c.14]

В этом отношении характерно влияние температуры на протекание гетерогенного процесса в системе Г —Т (пористый катализатор). При низких температурах, как правило, процесс лимитируется скоростью химической реакции. Скорость подвода вещества к внешней и внутренней поверхности раздела фаз (кривые 3 и 2 в зоне I на рис. 5.10) может существенно превосходить скорость химической реакции (кривая 1 в зоне /). С ростом температуры константа скорости химической реакции растет по экспоненциальному закону с показателем степени от 0,5 (для кнудсеновской диффузии) до 1,8 (для молекулярной диффузии), Коэффициент конвективной диффузии и ее скорость при подводе реагентов к внешней поверхности катализатора практически не зависят от температуры (линия 3). Таким образом, темп роста константы скорости реакции существенно выше, чем увеличение коэффициентов диффузии. А это означает, что при некоторой температуре стадия внутренней диффузии станет более медленной по сравнению с химической реакцией и процесс перейдет постепенно во внутридиффузионную область, а его скорость будет ограничиваться скоростью внутренней диффузии (кривая 2 в зоне II). [c.86]

Диффузионная кинетика - раздел М., изучающий кинетич. закономерности хим. р-ций (гомогенных и гетерогенных), на скорость к-рых влияет диффузия (молекулярная, конвективная или турбулентная). Взаимное влияние р-ции и диффузии становится заметным на внутр. пространств, масштабе L , получающемся из приравнивания их характерных времен, т.е. при значениях критерия Дамкёлера Оал 1. На этом [c.634]

Сайт процессов переноса массы сосредоточен в диффузионном пограничном слое. Хронопространственная метрика сайта определяется толщиной этого слоя и временем контакта фаз. В зависимости от характера движения потока сплошной среды в зоне контакта фаз различают молекулярный, конвективный и турбулентный механизмы диффузии. [c.160]

Смешение — это операция, приводящая к уменьшению неоднородности системы. Этого можно достичь, только вызвав физическое перемещение ингредиентов. Смешение включает три основные типа движения. Бродки [2] назвал это движение диффузией и классифицировал его типы как молекулярную, турбулентную и объемную диффузию. Молекулярная диффузия — это спонтанно протекающий процесс, вызванный наличием градиента концентрации (химический потенциал). Это доминирующий механизм при смешении газов и пизковязкпх жидкостей. При турбулентном смешении молекулярная диффузия накладывается на беспорядочное вихревое движение, которое в свою очередь может накладываться на объемную диффузию , или конвективное течение. [c.182]

Кинетика абсорбции. При А. поглощаемый газ в результате молекулярной, конвективной, а также турбулентной диффузии из ядра газового потока переносится к границе раздела фаз, а затем по такому же механизму равномерно распределяется в объеме жидкости. Скорость переноса характеризуется массовым потоком Уг > е. числом молей в-ва, переносимых за 1 с через 1 м межфазной пов-стн по нормали к ней. Обычно принимают, что на границе раздела фаз устанавливается равновесие прн составе фаз х р и у р. Тогда стационарный массовый поток прн А. (десорбции) поглощаемого газа можно выразить через коэф. мас-соотдачи для жидкой 3, (м/с) или газовой [3 [кмоль/ (м МПа)] фазы и движущие силы [c.16]

Для частиц, размер которых превышает 0,1 мкм, (р,2)(игь > (Р12)ьголл-Приведенные в зтом разделе выражения для частот столкновения в процессах броуновской, сдвиговой и турбулентной коагуляции получены без учета гидродинамического молекулярного и электростатического взаимодействий частиц. Учет этих взаимодействий значительно осложняет задачу. В частности, в коэффициентах броуновской и турбулентной диффузии необходимо учитывать гидродинамическое сопротивление частицы с учетом искажения поля скоростей, вызванного присутствием соседних частиц, а в уравнении диффузии учитывать конвективный поток за счет сил молекулярного взаимодействия частиц. В случае градиентной коагуляции в ламинарном потоке необходимо рассматривать траектории относительного движения частиц с учетом гидродинамических и молекулярных сил взаимодействия. [c.220]

В режиме свободной конвекции к молекулярной диффузии присоединяется конвективный перенос вещества, поэтому можно получить гораздо большие скорости роста. Если в режиме свободной конвекции имеется сильное диффузионное лимитирование, то скорость роста будет уменьшаться со временсхм, хотя и не так быстро, как в режиме молекулярной диффузии. (Аналогичное замечание следует сделать и к описываемому дальше режиму). [c.41]

Скорость массопередачи при заданной температуре зависит от интенсивности молекулярной диффузии, т. е. способности одного вещества самопроизвольно проникать в другое за счет беспорядочного теплового движения молекул. В движущейся среде массопе-редача может осуществляться также за счет конвективного переноса массы. Суммарный процесс, который складывается из молекулярной диффузии и конвективного переноса, носит название конвективной диффузии. [c.158]

Конвективная диффузия. Молекулярная диффузия, происходящая в неподвижной среде, протекает весьма медленно. Поэтому наибольщий практический интерес представляет диффузия в движущейся среде, или конвективная диффузия. В этом случае масса переходит из одноц [c.451]

В большинстве случаев массообменные процессы сопровождаются теплообменом, который оказывает влияние на их скорость. Ско- рость массопередачи при заданной температуре зависит от интенсивности молекулярной диффузии, т. е. способности одного вещества самопроизвольно проникать в другое за счет беспорядочного теплового движения молекул. В движущейся среде массонередача может осуществляться также за счет конвективного переноса массы. Суммарный процесс, который складывается из молекулярной диффузии и конвективного переноса, носит название конвективной диффузии. [c.153]

Поэтому число Праплтли растет с увеличением вязкости пропорционально квадрату последней. В вязких жидкостях число Прандтля достигает значения порядка 10 и более. Большое значение диффузионного числа Прандтля физически выражает тот факт, что уже при весьма малых скоростях перенос веш.ества в жидкостй конвекцией преобладает над переносом его при помощи молекулярной диффузии молекулярная диффузия вещества в жидкостях происходит столь медленно, что для увлечения вещества движущейся жидкостью достаточно самых медленных течений. Можно утверждать поэтому, что в движущейся жидкости процессы конвективного переноса растворенного вещества играют ббльшую роль, чем в газах. [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология