Процессы переноса вещества и тепла

При предельно точном расчете скорости массо- и теплопередачи следует учитывать такие явления, как термодиффузия и диффузионная теплопроводность, возникающие при наложении и взаимном влиянии процессов переноса вещества и тепла, а также изменение физических свойств реагирующей смеси под влиянием химических [c.105]

Вследствие относительно большого размера частиц катализатора, значительное влияние на скорость химических превращений в зернистом слое оказывают процессы переноса вещества и тепла внутри твердых частиц. Процессы на изолированном зерне катализатора изучались в главе III знание макроскопической скорости реакции на отдельном зерне в зависимости от концентраций реагентов и температуры потока в данной точке слоя — необходимый элемент математического описания процессов в зернистом слое. Другим [c.213]

Гидродинамика потока. Характерные черты гидродинамики потока в зернистом слое непосредственно связаны с его геометрией. В этой книге будем рассматривать только особенности течения жидкости или газа через зернистый слой, которые непосредственно влияют на процессы переноса вещества и тепла. При умеренных [c.214]

Интерпретация опытов затрудняется, когда скорость зависит от процессов переноса вещества и тепла. Чтобы избежать этого, необходимо при помощи предварительных опытов определить границы кинетической области, а влияние указанных процессов переноса изучить отдельно. [c.431]

На рис. Х1У-14 графи-чески показан экспериментальный метод изучения влияния процессов переноса вещества и тепла к наружной [c.432]

Однако, поскольку для изучения указанных кинетических выражений требуется обширная исследовательская программа и в случае влияния процессов переноса вещества и тепла их иногда нужно заменять соответствующими линейными уравнениями скорости, мы рассмотрим только простые эмпирические формы кинетических выражений. Если общая скорость процесса не зависит от внешней диффузии, то скорость реакции в присутствии катализатора можно определить непосредственно, не принимая при этом во внимание процесс диффузия в порах. [c.435]

Диффузионные области. Если процессы переноса вещества и тепла влияют на скорость реакци и, то Сд на активной поверхности будет меньше, чем Сд в основном газовом потоке. Из уравнения (XIV,33) следует, что снижение концентрации исходного реагента способствует протеканию реакции меньшего порядка. Таким образом, при более низком порядке целевой реакции работа в условиях, где скорость зависит от переноса вещества, благоприятна и наблюдаемая избирательность процесса превышает истинную. Когда желательной реакции соответствует более высокий порядок, справедливо обратное утверждение. Степень изменения ф необходимо определять для каждого отдельного случая. [c.436]

Влияние масштаба реактора на структуру его модели. Кинетическая модель реактора не зависит от масштаба, поскольку размеры реакционной системы не сказываются на скорости собственно химического превращения. Однако химическая реакция приводит к изменению состава реагирующей смеси и температуры. Следствием этого является возникновение процессов переноса вещества и тепла, на скорость которых существенно влияет характер концентрационного и температурного полей в реакторе. Указанные поля зависят от формы и размеров реакционной системы. В свою очередь состав и температура очень сильно влияют на скорость химического превращения. В результате этого протекание химического процесса в целом находится в сложной зависимости от размеров аппарата. [c.465]

При составлении такой модели предполагается, что сложный каталитический процесс можно разделить на отдельные составляющие — химическое превращение и процессы переноса вещества и тепла. Следовательно, эффективные коэффициенты диффузии Оэф, и теплопроводности Ядф. одинаковы в отсутствие реакции и при химическом превращении. [c.472]

ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА ВЕЩЕСТВА И ТЕПЛА Общие вопросы теории тепло- и массопереноса [c.537]

Известно, что законы элементарных актов собственно химических превращений не зависят от масштаба эксперимента. Это должно было бы послужить основанием для непосредственного переноса результатов измерений в лабораторных условиях на установки промышленных размеров. Однако наблюдения показывают, что в действительности химические процессы в значительной степени зависят от размеров реакторов. Отмеченное противоречие возникает потому, что химическая реакция приводит к изменению состава реагирующей смеси и температуры. Вследствие этого возникают процессы переноса вещества и тепла, на скорость которых существенно влияет характер концентрационного и температурного полей в реакторе, а указанные поля зависят от формы и размеров реакционной системы. В свою очередь состав и температура существенно изменяют скорость химического превращения. В результате протекание химического процесса в целом находится в сложной зависимости от размеров аппарата. [c.14]

В-третьих, изучая макроскопическую кинетику химических реакций, мы можем получить ценные сведения и о законах самих процессов переноса вещества и тепла, и прежде всего процессов конвективной диффузии, которые удобнее всего изучать именно в связи с химическими процессами [3, 9]. [c.8]

Книга посвящена макроскопической кинетике химических реакций -законам протекания их в реальных условиях, в природе и в технике в сочетании с физическими процессами переноса вещества и тепла. В доступной для широкого круга читателей форме изложены основы термодинамической теорий процессов переноса и гидродинамической теории диффузии в многокомпонентных смесях. Рассматриваемые в книге вопросы имеют фундаментальное значение для теории процессов и аппаратов химического машиностроения, физики и химии горения и взрыва, физико-химической гидродинамики, теории периодических химических реакций и химической кибернетики. [c.494]

Скорость реакции конверсии метана, как установлено, очень сильно зависит от применяемого размера зерен катализатора. Например, с увеличением диаметра зерен катализатора ГИАП-3 от 2,5 до 15 мм константа скорости реакции при температуре 800° С и атмосферном давлении уменьшается в 12 раз [1]. На гранулах катализатора промышленного размера скорость реакции определяется в основном процессами переноса вещества и тепла. Степень конверсии метана при прочих равных условиях определяется также давлением процесса. [c.94]

Обратное относится к процессам переноса вещества и тепла. Общие законы и выражающие их дифференциальные уравнения здесь в принципе чрезвычайно просты и хорошо известны. Но интегрирование их представляет математически трудную, а для турбулентного потока даже и невыполнимую операцию. [c.364]

Основная задача описания динамики сложной реакции в конечном счете сводится к определению состава реагирующей смеси как функции величин, характеризующих геометрические размеры системы (X, I), кинетических констант каждой из реакций кг), констант, характеризующих скорости процессов переноса вещества и тепла ( 3 , Di, ), и начальных условий ( io, o, Vo), т. е. к определению всех концентраций [c.437]

Под термином макрокинетика , как известно, понимается кинетика реальных химических процессов, когда на химическую кинетику превращения веществ накладываются различные явления гидродинамика потоков, процессы переноса веществ и тепла и т, п., относящиеся к области физической кинетики. [c.76]

В реальных каталитических процессах эти условия в большей или меньшей степени нарушаются процессами переноса вещества и тепла, изменением размера и химического состава поверхности и т. п. макроскопическими факторами. Они называются так потому, что в результате их действия в реагирующей системе возникают неоднородности в концентрациях, температуре, химическом составе фаз, причем протяженность этих неоднородностей во много раз превосходит молекулярные размеры. [c.140]

Б то время как классическая кинетика рассматривает процесс как совокупности элементарных стадий, протекающих в идеальных условиях, макрокинетика изучает процесс со всеми искажениями, вносимыми в однородное распределение — концентраций, температур, состава — процессами переноса вещества и тепла, изменением размера и химического состава поверхности и т. п. [c.140]

Проблема процессов переноса вещества и тепла в гетерогенном катализе давно беспокоит ученых и инженеров. Объясняется это тем, что производительность катализатора зависит не только от его активности, но и от степени участия в катализе внутренней поверхности, которая в сотни раз больше внешней ловерхности куска катализатора. Значительное использование всей поверхности возможно только в том случае, когда скорость химической реакции меньше скорости переноса компонентов процесса в пористом куске катализатора. В противном случае внутренняя часть куска контакта не принимает участия в катализе и Является балластом. [c.26]

Были экспериментально найдены (при отсутствии искажающего влияния на скорость реакции процесса переноса вещества и тепла) кинетические зависимости изменения как концентраций исходных алкилпиридинов и продуктов их окисления (рис. 1), так и компонентов каталитической системы (рис. 2). В ходе реакции, по мере уменьшения концентрации исходных алкилпиридинов, происходит последовательное образование продуктов реакции. [c.113]

Ряд исследований основан на работе Ласса и Амундсона [184], в которой предложена модель, включающая твердые частицы в качестве отдельной фазы, что может оказаться существенным для более точного описания процессов переноса вещества и тепла в слое и устойчивости реактора. [c.157]

Гетерогенные реакции обычно локализуются в некоторых областях реакционного пространства. В связи с этим в реакционном пространстве возникают градиенты концентраций и температуры и, соответственно, потоки вещества и тепла. Изучением процессов переноса вещества и тепла в химическом процессе занимается макроскопическая кинетика (макрокинетика). Количественная характеристика этих процессов чрезвычайно существенна, так как наряду с химической реакцией именно они определяют концентрации компонентов реакционной смеси и температуру в реакционной зоне. [c.74]

Важнейшим вопросом является вопрос о взаимоотношении между процессами переноса вещества и тепла в движущейся жидкости. Он будет рассмотрен в главе IV. [c.62]

ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА ВЕЩЕСТВА И ТЕПЛА НА СКОРОСТЬ КОНТАКТНЫХ РЕАКЦИЙ [c.66]

Математическая модель процесса переноса вещества и тепла около такой поверхности рассмотрена в работе [76]. [c.75]

Преимущества кинетического, метода становятся очевидными при переходе к системам, в которых химические реакции осложняются процессами переноса вещества и тепла. Именно такие системы представляют наибольший интерес в химической технологии, где задачи расчета и оптимизации промышленных реакторов связаны с решением соответствующих уравнений диффузии и теплопроводности, химические превращения в которых описываются соответствующими членами, называемыми кинетическими функциями. Конкретный вид кинетических функций, т. е. их зависимость от концентраций реагентов и температуры определяется кинетикой реакций в аппарате. [c.43]

В целом, говоря о влиянии различных факторов на скорость процесса химического превращения вещества, можно отметить следующее. Это влияние будет зависеть от фазового состояния реагирующих веществ и наличия между ними поверхности раздела фаз. Чем однороднее фазовый состав реагирующих веществ, тем меньшее число факторов будет оказывать влияние на скорость процесса. В гомогенных системах такими факторами будут давление, температура и состав реакционной смеси. В гетерогенных системах это влияние сложнее. На скорость процесса большое влияние будут оказывать также физические процессы переноса вещества и тепла (тепло- и массообмен в системе). Влияние будет тем значительнее, чем выше скорость собственно химической реакции. Безусловно, в этом случае следует учитывать и гидродинамический режим в системе, так как явления переноса движения, тепла и массы (гидродинамика, тепло- и массообмен) тесно связаны между собою. [c.17]

В связи с таким новым подходом к выяснению химической сущности каталитического акта особое значение приобрели исследования процессов переноса вещества и тепла, а также пористой структуры зерен катализатора. [c.121]

При рассмотрении различных способов, с помощью которых можно получить более точную информацию о гетерогенных реакциях, необходимо учитывать их особенности, а также практические возможности, имеющиеся для их исследования. Поскольку прямые наблюдения очень трудны, то необходимо извлекать максимум информации из более косвенных результатов, которые можно получить без больших затруднений. В дальнейшем мы рассмотрим методы, с помощью которых можно отделять процессы на поверхности раздела от побочных процессов переноса вещества и тепла. Это позволит рассчитать кинетические константы для процессов на поверхности раздела, опираясь на результаты, полученные в довольно простых экспериментах, но в наиболее строгих (насколько это возможно) условиях. [c.83]

Химическая кинетика каталитической реакции определяет не только оптимальный режим ее протекания, но и структуру катализатора, позволяющую реализовать его потенциальные химические возможности. Следует также учитывать, что химические процессы на гetepoгeннoм катализаторе тесно связаны с рядом физических процессов переноса вещества и тепла. Для совокупности всех этих процессов в химической литературе пользуются термином макро-кинетика . Очевидно, что знание кинетических и макрокинетических закономерностей необходимо как для выполнения упомянутого вто- [c.6]

Для сложных неоднородных структур трудно определить процессы переноса вещества и тепла от химического процесса. При строгом расчете скорости реакции в пористом зерне надо знать полную геометрию пористой структуры, а не только функции распределения пор по радиусам и общее число неоднородностей. Так, например, точный расчет возможен для правильных, бидисперсных структур. При наличии структуры, состоящей из длинных макропор с короткими микропорами, эффективный коэффициент диффузии равен коэффициенту диффузии в макропорах. Для сложных неправильных структур значения эффективного коэффициента диффузии, определяемые соответствующими уравнениями переноса, в отсутствие реакции и при ее протекании различны они зависят от глубины работающего слоя катализатора. Еще более отличаются один от другого стационарный и нестационарные эффективные коэффициенты диф- фузки. [c.474]

Выше было рассмотрено моделирование процесса внутри пористого зерна при известных концентращш и температуре на его поверхности. В общем случае даны температура и концентращя веществ в газовом потоке. Процессы переноса вещества и тепла описываются уравнением [c.76]

Исследования процессов гидроочистки нефтепродуктов проводятся на проточных лабораторных и пилотных установках в изотермических интегральных реакторах при наличии градиента концентраций реагирующих веществ как вследствие протекания химических превращений, так и в результате продольного и поперечного перемешивания фаз. Поэтому кинетику химических превращений приходится изучать на основании данных о скорости процесса в целом. Однако кинетические зависимости для процесса в противоположность истинным кинетическим зависимостям меняются с изменением размеров аппарата, линейной ско-ростй реакционной смеси и других факторов, определяющих соотношение между скоростями химических превращений и интенсивностью процессов переноса вещества и тепла, что затрудняет решение задачи масштабного перехода [c.44]

Гетерогенные каталитические реакции относятся к числу сложных многостадийных процессов. Мы рассмотрим здесь химическую кинетику этих реакций, предполагая, что физические процессы переноса вещества и тепла в системе осуществляются значительно быстрее собственно каталитического процесса, т. е. наблюдаются закономерности, не искаженные влиянием этих макрокинетических факторов (вопросам макрокинетики посвящена глава VIII). Предполагается также, что каталитическая реакция протекает стационарно. [c.117]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология