Массопередача диффузионное сопротивление

Механизм процесса переноса массы сводится к молекулярной и турбулентной диффузии. При молекулярной диффузии, происходящей в неподвижной фазе и ламинарном потоке, перенос массы характеризуется коэффициентом диффузии ), который рассчитывают по формулам (631)—для газов и (633)—для жидкости. При турбулентной диффузии перенос вещества осуществляется движущимися частицами среды и определяется гидродинамическим состоянием потока. Механизм переноса вещества через поверхность раздела фаз является кардинальным вопросом теории массопередачи и окончательно не решен. Предполагая, что диффузионные сопротивления в жидкой и газообразной фазах обладают свойством аддитивности, можно записать основное уравнение массопередачи [c.336]

При сушке кристаллических материалов происходит удаление поверхностной влаги, т. е. процесс протекает в первом периоде сушки, когда скорость процесса определяется только внешним диффузионным сопротивлением. При параллельном движении материала и сушильного агента температура влажного материала равна температуре мокрого термометра. В этом случае коэффициент массопередачи численно равен коэффициенту массоотдачи = Ро-Для барабанной сушилки коэффициент, массоотдачи может быть вычислен по эмпирическому уравнению [5] [c.165]

Таким образом, пренебрегая диффузионным сопротивлением в фазе тетрахлорида углерода, коэффициент массопередачи, выраженный по фазе рафината, можно принять равным 4,88-10 м/с. Построение кинетической кривой. Для определения координат кинетической кривой зададимся рядом значений у и найдем соответствующие им значения межфазной поверхности Р , чисел единиц переноса п х приходящихся на одну ступень, и эффективности ступени по Мэрфри Е х- Так, при у = 0,02 мол. доли Ф = 0,0483 (см. табл.). Следовательно [c.57]

Случай первый — диффузионное сопротивление внутри капли незначительно по сравнению с диффузионным сопротивлением в сплошной фазе. В этом случае массообмен определяется только диффузионным сопротивлением в сплошной фазе. Коэффициент массопередачи может быть принят равным коэффициенту массоотдачи, а количество перенесенного из фазы в фазу распределяемого вещества [c.361]

Коэффициент массопередачи Ку находят по уравнению аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений [1] [c.104]

Коэффициенты массопередачи определяют по уравнениям аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений [c.110]

Коэффициент массопередачи Kyf определяют по уравнению аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений [c.132]

В предыдущем разделе было показано, что термическая устойчивость ДЖР характеризуется соотношением скоростей химической реакции, тепло- и массопередачи. Действительно, кривые, приведенные на рис. 9.2 и 9.4, показывают, что в большинстве случаев реактор термически устойчив уже при у 0,9, т. е. наличие сравнительно небольшого диффузионного сопротивления часто обеспечивает термическую устойчивость реактора. Однако температурная зависимость скорости процесса определяется не только изменением скорости химической реакции. [c.178]

Разработаны методы расчета адсорбционной стадии процесса, базирующиеся, в основном, на концепции длины зоны массопередачи. Анализ генезиса динамики адсорбции позволил выделить восемь характерных классов выходных кривых динамики, для которых был обоснован вид лимитирующего диффузионного сопротивления. Разработано уравнение для расчета длины зоны массопередачи Ьо, которое по сравнению с уравнениями, приведенными в научной литературе, дает расчетные значения Ьд более близкие к экспериментальным величинам Получены уравнения, учитывающие влияние на длину зоны массопередачи скорости потока и концентрации в нем адсорбируемой примеси, а на их базе - модели, позволяющие выполнить расчет основных параметров адсорбера по результатам одного эксперимента (рис. 4). На базе метода [c.25]

Рассматривая совместно уравнения диффузии для газовых и жидкостных систем и материального баланса, можно получить математическое описание массопередачи в многокомпонентных двухфазных системах. При этом следует учитывать состояние поверхности раздела фаз, определяемое гидродинамическими условиями взаимодействия потоков и их физическими свойствами. Если предположить, что на поверхности раздела фаз существуют ламинарные пленки, а в ядре потоков — развитый турбулентный режим, то основное сопротивление массопередаче будут оказывать диффузионные сопротивления жидкой и газовой пленок, находящихся на границе раздела фаз. В пределах каждой из этих пленок для описания диффузионного переноса вещества могут быть использованы уравнения (П1, 87), (П1, 94), определяющие диффузионный транспорт компонентов для каждой из фаз. [c.215]

Совокупность параметров, обеспечивающих создание подвижной пены, называется пенным режимом. В пенных аппаратах получается наибольшая (из всех четырех типов аппаратов) поверхность соприкосновения газа с жидкостью. Вследствие сильного перемешивания фаз и непрерывного обновления поверхности жидкости устраняются диффузионные сопротивления и возрастает коэффициент массопередачи (и теплопередачи). [c.12]

Решение. Можно принять, что диффузионное сопротивление жидкости ничтожно мало по сравнению с сопротивлением газа, т. е. общий коэффициент массопередачи к приближенно равен коэффициенту массоотдачи йг для газа. Для этого случая воспользуемся обобщенным уравнением для пленочного режима работы абсорбера [в соответствии с уравнением (VII. 28)] [c.176]

Одноступенчатые схемы с рециркуляцией абсорбента или газа по сравнению со схемами без рециркуляции имеют следующую особенность. При одном и том же расходе свежего абсорбента количество жидкости, проходящей ч(фез аппарат, значительно больше результатом этого являются повышение коэффициента массопередачи и некоторое уменьшение движущей силы. При определенном соотношении между диффузионными сопротивлениями в жидкой и газовой фазах это может привести к уменьшению габаритов аппарата. [c.288]

Однако многочисленные опыты показывают, что при адсорбции диффузионные сопротивления внутри твердой фазы малы по сравнению с внешним диффузионным сопротивлением, поэтому при расчетах процессов адсорбции обычно используется основное уравнение массопередачи [c.388]

Это уравнение и отражает закон аддитивности фазовых сопротивлений массопереносу. Общее сопротивление массопередаче равно сумме диффузионных сопротивлений со стороны контактирующих фаз. [c.33]

Интенсивность процесса массообмена между газовым потоком и стекающей жидкостной пленкой в общем случае зависит от диффузионных сопротивлений газовой и жидкой фаз. Общий коэффициент массопередачи при этом может быть вычислен по уравнению (И.49). [c.156]

Доля диффузионного сопротивления каждой фазы зависит от гидродинамических условий и значения коэффициента диффузии О в ней, а также от условий равновесия. В некоторых случаях диффузионное сопротивление одной из фаз может быть пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением другой. Пусть, например, столь невелико сопротивление фазы Ф . Тогда коэффициент массоотдачи очень велик, а диффузионное сопротивление 1/р соответственно очень мало. При данном т член т/р в уравнении (Х,47) — величина незначительная. Пренебрегая им, получим, что Ку Рр, т. е. в данном случае скорость массопередачи ограничена сопротивлением в фазе Фу, которое является определяющим. [c.408]

Как уже говорилось, определяющим может быть один из наиболее медленно протекающих процессов — внешняя или внутренняя диффузионная массопередача. В общем случае диффузионные сопротивления суммируются [c.26]

Для процессов, контролируемых внешней массопередачей, характерны следующие признаки 1) величина зависит от скорости потока и не зависит от пористости твердого тела 2) диффузионное сопротивление не зависит от времени 3) скорость процесса сравни-те,льно слабо зависит от температуры. [c.256]

Случай второй — диффузионным сопротивлением внутри капли пренебречь нельзя, в то время как диффудионное сопротивление сплошной фазы незначительно. В этом случае массообмен определяется диффузионным сопротивлением внутри капли. Коэффициент массопередачи может быть принят равным коэффициенту массоотдачи К у = Рд, а количество вещества, перенесенного из фазы в фазу, составит [c.361]

Подчеркнем, что точные решения задач, связанных с массопередачей, получаются на основе гидродинамики, устанавливающей, что скорость жидкости или газа при обтекании твердого тела равна нулю на его поверхности. Далее в некотором пограничном слое тангенциальная составляющая скорости увеличивается и достигает значения, характерного для объема потока. Решение уравнений гидродинамики для ламинарного течения показывает, что толщина пограничного слоя обратно пропорциональна УЯе. Диффузионное сопротивление лежит в основном в пограничном слое, поэтому путь диффузии Д также обратно пропорционален У Яе. [c.263]

В. Перемешивание увеличивает коэффициент массопередачи или константу скорости процесса вследствие замены молекулярной диффузии конвективной, т. е. снижения диффузионных сопротивлений, препятствующих взаимодействию компонентов. Следовательно, усиление перемешивания взаимодействующих веществ целесообразно применять для процессов, идущих в диффузионной области до тех пор, пока общая константа скорости процесса к [см. формулы (П.63) — (П.65)] не перестанет зависеть от коэффициентов переноса О, т. е. вплоть до перехода процесса из диффузионной области в кинетическую, где к выражается формулой (П.64). Дальнейшее усиление перемешивания в проточных аппаратах снижает движущую силу процесса и скорость реакции. [c.74]

Если сопротивление массопередаче для первого из компонентов полностью контролируется диффузионным сопротивлением в газовой фазе, а второго — сопротивлением в обеих фазах, то селективность извлечения первого компонента по сравнению со вторым может быть определена по уравнению [c.71]

Соотношение параметров R ж М для верхнего и нижнего сечения абсорберов (табл. IV-14) показывает, что при атмосферном давлении аппараты работают в области протекания реакции псевдопервого порядка и в переходной области. Следовательно, для анализа работы и расчета абсорберов при атмосферном давлении в первом приближении можно пользоваться уравнением (11,93), более точные расчеты следует вести по уравнению (11.90). Диффузионное сопротивление в газовой фазе весьма мало [94] — в среднем не более 10% об-ш его сопротивления массопередаче, поэтому коэффициент К практически не должен зависеть от скорости газа. [c.151]

Указанные причины приводят к тому, что до сегодняшнего дня экспериментальные исследования массоотдач и в аппаратах с мешалками не дали удовлетворительных обобщений, несмотря на значительное количество выполненных работ. Лучше разработаны фор-мулы для случая массоотдачи в системах твердое тело—жидкость (растворение), так как диффузионное сопротивление массопередаче для этой системы сосредоточено на стороне жидкой фазы, а форма частиц дисперсной фазы в данный момент не претерпевает изменений (лишь спустя некоторое время частицы твердого тела уменьшаются в размерах вследствие растворения). [c.311]

Этот случай чаще всего встречается при растворении частиц (зерен, гранул) твердого тела и при кристаллизации изучен он лучше других по следующим причинам диффузионное сопротивление массопередаче сосредоточено только на стороне жидкой сплошной фазы и известна поверхность массообмена. [c.311]

Таким образом, пренебрегая диффузионным сопротивлением в фа.зе экстрагента, коэффициент массопередачи, рассчитанный но водной фазе, можно принять равным А,=4,88-10 м/с. [c.107]

В настоящее время нет достаточно надежных данных для определения поверхности контакта фаз, особенно эффективной поверхности массопередачи при барботаже на тарелках. Поэтому обычно в расчетах тарельчатых колонн используют коэффициенты массопередачи, отнесенные к единице рабочей площади тарелки (Kyi)- Коэффициент Ку определяют по уравнению аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений [c.239]

Другая теория, весьма близкая к взглядам Нернста, была предложена-Лэнгмюром [2]. Для поверхности раздела твердое тело — жидкость Лэнгмюр также постулировал неподвижность пленки, в которой сосредоточено основное сопротивление массопередаче. Для систем жидкость — газ он предполагал лищь отсутствие относительного движения жидкостной и газоЬой пленок, допуская при.этом возможность строго ламинарного движения (с однородным профилем скоростей) в направлении, параллельном поверхности раздела. Это предположение не изменило основных выводов пленочной теории. Х отя гипотеза о неподвижных пленках и вытекающий из нее вывод о линейной зависимости между коэффициентами массоотдачи и молекулярной диффузии оказались неверными, пленочная теория сыграла пoлoжиteльнyю роль в развитии представлений о мас-сообмене. Предположение об особом значении процессов, происходящих в тонком слое вблизи поверхности раздела фаз, допущение о наличии термодинамического равновесия на границе раздела фаз, а также вывод этой теории об аддитивности диффузионных сопротивлений — в большинстве случаев сохраняют свое значение и в настоящее время. [c.169]

Б этих уравнениях коэффициент пропорциональности, учи-тгяиающий диффузионные сопротивления в обеих фазах, является коэффициентом массопередачи и, очевидно, имеет ту же размерность, что и коэффициенты к.. [c.74]

Учет продольного перемешивания. Уравнение (II 1.79), лежащее в основе расчета профилей концентраций и выходных кривых, справедливо для течения разделяемой среды через слой сорбента в режиме идеального вытеснения при отсутствии продольной диффузии. Отклонения от этого режима, обусловленные неравномерным распределением скоростей, существованием обратных потоков, наличием продольной диффузии, при расчете адсорберов обычно учитываются введением поправки в коэффициент массопередачи. Поправка вводится в виде дополнительного диффузионного сопротивления 1/Рпрод-Коэффициент массопередачи с учетом продольного [c.67]

Наличие поверхностно-активных веществ (ПАВ) значительно снижает скорость массопередачи. Так, Менсинг и Шугерл [80] показали, что уже сравнительно низкие концентрации ПАВ затормаживают циркуляционное движение внутри капель. Дальнейшее увеличение концентрации ПАВ приводит к полной экранизации поверхности контакта. В этом случае скорость массопередачи определяется диффузионным сопротивлением пленки ПАВ, и экспериментальные данные теряют всякую ценность. Поэтому при проведении эксперимента следует остерегаться использовать резиновые пробки, шланги, а также различного рода смазки для кранов. [c.216]

Массопередача в пределах каждой фазы рассматривается независимо и принимается аддитивность диффузионных сопротивлений. Поэтому общие коэффициенты массопередачи КоуО- и Кдх выражаются через пленочные коэффициенты в следующем виде [c.238]

При больших скоростях потоков доставка веществ к зонам реакции не ограничивает протекания гетерогенных процессов. В этих условиях лимитирующим звеном становится внутренняя массопередача. Поскольку она не зависит от внешних условияй, то в этом случае (иф =7 /(а). Особенности процессов, лимитируемых внутренней массопередачей, состоят в том, что их скорости сильно зависят от пористости твердого тела, и в том, что диффузионное сопротивление увеличивается со временем по мере протекания реакции. Последнее обусловлено удлинением пути диффузии внутри тела. Такое замедление проявляется в том, что скорость диффузии обратно пропорциональна корню квадратному из времени VI, а количество поглощенного или прореагировавшего вещества пропорционально 1 (при малых временах). Эта закономерность— характерный признак внутренней диффузии. Существенно, что при диффузии в полубесконечное тело указанная закономерность справедлива для любого времени. [c.264]

Принцип аддитивности фазовых сопротивлений нельзя надежно использовать до гех пор, пока надлежащим образом не определены все сопротивления. Если на границе раздела фаз имеется ПАВ, то необходимо учитывать диффузионное сопротивление пов-сти раздела. Кроме того, наличие ПАВ меняет гидродинамич. структуру потока вблизи границы раздела, что отражается на величине или Р ,, либо обоих коэф. одновременно. Даже когда пов-сть чистая, под воздействием массопередачи может возникнуть поверхностная конвекция, к-рая значительно повышает преим. р , но может отразиться и на Р ,. Конвективные потоки на пов-сти в виде регулярных структур появляются вследствие возникновения локальных градиентов поверхностного натяжения (эффект Марангоии), из-за естеств. конвекции вследствие разности в плотностях у границы раздела и в ядре фазы н по ряду др. причин. [c.657]

В фаницах задачи получения глубскоочищенных жидких парафинов с содержанием примеси ароматических углеводородов не более 0.01 % масс, бьши детально изучены особенности кинетики жидкофазной адсорбции углеводородов н-гексана и н-гептана из растворов в бензоле цеолитами СаА, сорбция бензола, толуола, параксилола и изопропил-бензола цеолитами NaX и сорбция бензола из растворов в н-гептане, н-гептене, циклогексане, изооктане и тридекане цеолитами NaX в диапазоне концентраций адсорбируемого компонента в растворе 2-70 % об. при температурах 5-60 С. Расчетный анализ кинетики сорбции свидетельствует, что для рассмотренных систем адсорбционный процесс характеризуется близкими значениями диффузионного сопротивления в кристаллах сорбента и транспортных порах. Зависимость эффективных коэффициентов диффузии адсорбируемых компонентов в цеолитах от времени контакта раствора t с сорбентом при сорбции из растворов носит специфический экстремальный характер (рис. 1) на начальной стадии процесса, не свойственный, например, сорбции из паров, и объясняемый фактической трехфазностью исследуемых систем. Выявлена аномальность сорбции из растворов при повыщенных температурах вместо падения активности цеолитов наблюдался ее рост с одновременным ростом общего объемного коэффициента массопередачи, который может быть рассчитан как величина, обратная первому статистическому моменту кинетической кривой, интерпретируемой как функция отклика адсорбента на ввод в систему навески разделяемого сырья. [c.22]

Коэффициенты массопередачи можно вычислить по коэффициентам массоотдачи, суммируя соответствующие диффузионные сопротивления массообмену в обеих фазах. Это выполнимо, если суметь сложить характеристики массоотдачи Аяа2 и Дяаз- [c.304]

Величина Ку, соответствующая аддитивности диффузионных сопротивлений в обеих контактирующих фазах, называется к о-эффициентом массопередачи. Последний имеет ту же размерность, что и коэффициенты массоотдачи К1 и /С , но характеризует кинетику массообмена не в пределах одной фазы, а во всей рабочей системе. В промышленных массообменных аппаратах между газами (парами) и жидкостями, а также между двумя несмешивающимися жидкостями, особенно, когда одна из контактирующих фаз находится в дисперсном состоянии, межфазная поверхность Р не всегда поддается непосредственному измерению. В таких случаях часто пользуются не повер хностными (описаны выше), а объемными коэффициентами массоотдачи и массопередачи, выражаюи ими количество веи ества, пере-ходяш его за единицу времени в 1 м рабочего объема аппарата при движущей силе процесса, равной единице. Обозначив эти коэффи- [c.445]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология