Интенсивность процессов переноса

При контакте двух металлов их первоначально отличавшиеся уровни Ферми выравниваются в результате переноса зарядов на поверхности. В результате выравйивания уровней Ферми между поверхностями устанавливается контактная разность потенциалов, представляющая собой разность между двумя работами выхода [14, 15]. Величина контактной разности потенциалов лежит в пределах приблизительно 0,1— 3 В и может существенно меняться в зависимости от действительного состояния поверхностей. Изменение состояния окисной пленки на поверхности может вызвать такое же изменение величины контактной разности потенциалов, как и полная замена одного из металлов. Даже изменение зернистой структуры металлов может привести к заметным отклонениям в интенсивности процесса переноса зарядов. Например, Бойль и Левеллин [19] обнаружили заметный перенос заря- [c.290]

Количество связанной воды зависит также от заряда поверхности твердой фазы и структуры материала. Интенсивность процессов переноса влаги и миграции ионов в торфяных системах определяется содержанием различных категорий связанной воды. Изучение связывания влаги торфом позволило обосновать физико-химические методы воздействия на торфяные системы с целью изменения кинетики процессов влагообмена и транспорта ионов в нужном для практики направлении. [c.83]

Высокая интенсивность процессов переноса тепла, позволяющая проводить катализ в изотермических условиях даже при значительных тепловых эффектах реакции, является одним из основных технологических преимуществ псевдоожиженного слоя. При этом особое значение имеют две разновидности процесса теплообмена — перенос тепла между отдельными участками слоя, интенсивность которого характеризуется его эффективной теплопроводностью, и теплообмен между кипящим слоем в целом и омываемыми им теплообменными поверхностями. [c.263]

Существенную роль в гидродинамике газожидкостной смеси играет динамическая скорость потока, с которой однозначно связано не только сопротивление аппарата в целом, но и интенсивность процессов переноса тепла и вещества в жидкой фазе. Поскольку в дальнейшем для анализа различных явлений в газожидкостных реакторах эта скорость будет использоваться часто, рассмотрим методы ее оценки более подробно. [c.20]

На высокую интенсивность процесса переноса вблизи сопла распылителя указывают также и некоторые данные по массообмену [2.61]. Экспериментально исследовался процесс десорбции СО2 из воды при давлении от 2,7 до 8 кПа и комнатной температуре, причем использовался центробежный распылитель, помещенный в цилиндрическую колонну с внутренним диаметром 0,45 м, При установке сопла на высотах 2, 4 и б см степень приближения к равновесию составляла от 85 до 93% при размещении же сопла на высоте 26 см —97—99%. Был сделан вывод о том, что больщая часть массообмена происходит на поверхности плоской струи жидкости вблизи распылительного сопла. Перед распадом с образованием капель эта струя становится исключительно тонкой, растягиваясь в радиальном направлении. [c.124]

Для сравнения интенсивности процессов переноса теплоты и количества движения вводится турбулентное число Прандтля [c.24]

Построив с помощью метода возмущений решение задачи конвекции для концентрического горизонтального цилиндрического кольца, авторы работы [188] проконтролировали указанные выше измерения. При этом использовались разложения по номинально малым числам Ra для случая параболического уравнения состояния. Расчеты проводились для определенного диапазона температурных условий, определяемого соответствующим изменением некоторого параметра, аналогичного параметру в формуле (14.9.1) и определяемого через значения и /о. Полученные результаты оказались в хорошем соответствии с данными измерений [247]. При этом в диапазоне О < У < 1 интенсивность процессов переноса вновь оказалась незначительной. [c.337]

Заложив в основу теории тепломассообмена модель сплошной среды, мы тем самым пользуемся термодинамическим методом изучения явлений переноса, т.е. отвлекаемся от внутреннего физического механизма этих явлений и никак не учитываем свойства конкретной среды. Как показывает опыт, интенсивность процессов переноса в различных средах разная. Поэтому наряду с общими законами физики (законом сохранения и превращения энергии, законом сохранения массы, законом сохранения импульса) при составлении математического описания процессов тепломассообмена должны привлекаться эмпирические законы (законы Фурье, Фика, Ньютона), в которых свойства среды учитываются соответствующими коэффициентами переноса. Эти коэффициенты переноса, а также коэффициенты, характеризующие излучение реальной среды, получают либо экспериментально, либо с помощью молекулярно-кинетической или электромагнитной теории, либо методами статистической и квантовой физики. [c.16]

Интенсивность процессов переноса [c.60]

В общем случае скорость хемосорбции зависит как от скорости химической реакции, так и от скорости массопередачи между фазами. В зависимости от того, какая скорость определяет общую интенсивность процесса переноса вещества, различают кинетическую и диффузионную области протекания процессов хемосорбции. [c.946]

Другой предельный случай реализуется, когда скорость химической реакции намного превосходит скорость диффузии. В этом случае реакция протекает в так называемой диффузионной области ее скорость определяется интенсивностью процесса переноса массы к поверхности катализатора и, следовательно, наблюдаемые кинетические закономерности никак не связаны с механизмом и кинетикой химического превращения на активной поверхности. [c.262]

Характер изменений, происходящих во взаимодействующих объектах, существенно зависит от интенсивности процессов переноса обобщенных координат от одного из них к другому. Например, объекты, сохраняющие свою однородность при малых скоростях переноса обобщенных координат через их границы, могут стать неоднородными с возрастанием скоростей переноса. Поэтому важно как с теоретической, так и с практической точек зрения располагать средствами регулирования интенсивности взаимодействий между объектами. Такие средства известны под названием вентилей. Каждому виду взаимодействия соответствует свой вентиль. Однако вследствие эффектов увлечения одних обобщенных координат другими, каждый вентиль, исполняя функции регулятора скорости переноса соответствующей ему обобщенной координаты, одновременно изменяет скорость переноса всякой другой обобщенной координаты, увлекаемой данной. Отсюда следует, что лишь в случае обобщенных координат, не обладающих способностью увлекать другие, вентили позволяют регулировать интенсивности соответствующих им видов взаимодействий, не вмешиваясь во взаимодействия других видов. [c.31]

Предполагается, что с помощью вентилей интенсивность процессов переноса обобщенных координат из одной области в другую поддерживается на таком уровне, чтобы не нарушить заметно однородности полей обобщенных потенциалов в областях. В этом случае диссипативные эффекты, сопровождающие упомянутые процессы, полностью локализуются в изолирующей перегородке (точнее в вентилях, которыми она снабжена), что позволяет записать [c.50]

Для ламинарного диффузионного факела характерно наличие четко очерченной тонкой зоны реакции — фронта пламени. При турбулентном течении зона горения представляет собой значительно более широкую нестационарную область, отличающуюся крайне сложной структурой [33, 51, 64, 86, 88 и др.]. Тем не менее (и это отражает специфику турбулентного движения) в объеме, занятом турбулентным факелом, который в свою очередь значительно больше объема, занятого ламинарным факелом, можно выделить относительно узкую в среднем стационарную зону, интенсивного тепловыделения, которая при напряженном горении может быть отождествлена с фронтом- пламени. Высокая интенсивность процессов переноса и повышенная теплонапряженность характерны для турбулентного факела. Отметим также весьма слабую зависимость ряда интегральных характеристик турбулентного факела от физико-химических свойств горючей смеси и скорости истечения. Это свидетельствует об определяющей роли молярного обмена в процессе турбулентного горения. [c.5]

Особенности движения газа и частиц твердого вещества в псевдоожиженном слое приводят к эффективному перемешиванию твердой и газообразной фаз, интенсивность которого зависит от диаметра аппарата,. плотности слоя, размера частиц, скорости газа и других факторов. Зависимость коэффициента диффузии газа В от диаметра аппарата й представлена на рис. IV. 23, из которого видно, что значение этого коэффициента резко возрастает с увеличением диаметра аппарата. Такое перемешивание фаз в псевдоожиженном слое обусловливает высокую интенсивность процесса переноса тепла и позволяет, таким образом, весьма точно поддерживать равномерную температуру во всем реакционном объеме даже в случае процессов сопровождающихся значительным тепловым эффектом. [c.139]

Основными технологическими преимуществами кипящего слоя являются высокая интенсивность процессов переноса тепла и связанные с этим низкие перепады температур внутри самого слоя. Можно выделить три основных группы процессов теплообмена в кипящем слое. [c.431]

Турбулентные течения потока в РПА возникают в узком кольцевом зазоре между цилиндрами ротора и статора, имеющими прорези, поэтому такие течения можно отнести к группе отрывных внутренних турбулентных течений [113]. Для этих течений характерны сложные поля скоростей и обычно более высокие уровни энергии и напряжений, чем в пограничном слое. Слол ность протекающих в РПА процессов исключает возможность использования для их анализа аналитического исследования. В этом случае целесообразно использовать подход, основанный на том положении, что интенсивность процессов переноса определяется величиной диссипации энергии [114, 115]. В качестве критерия эффективности процесса смешения целесообразно использовать удельный расход энергии, который наиболее полно соответствует количественным характеристикам проводимого процесса и проявляется в изменениях свойств обрабатываемой среды. Таким образом, для создания количественного описания процесса смешения в РПА в турбулент- [c.75]

Основная математическая модель роста популяции может быть использована для расчета производительности (или продуктивности) культиватора по биомассе (или целевому продукту метаболизма), что дает возможность, с одной стороны, оценить режим ведения процесса как по концентрации снимаемого продукта, так и по величине посевной дозы, а с другой — охарактеризовать структуру процессуально-аппаратурной схемы производства и на основании предполагаемого размера аппаратуры оценить его мощность (или, естественно, решить обратную задачу). Таким образом, получив математическую модель определенного уровня и степени схематизации, соответствующей поставленной практической задаче, можно достаточно полно описать процесс микробиологического синтеза применительно к той аппаратуре, с использованием которой проводилось исследование, и определить сочетание оптимальных значений параметров, соответствующих максимальной величине выхода продукта. Вместе с тем необходимо отметить, что поиск, составление, проверка и определение величин констант и параметров математической модели, а также оптимизация процесса на ее основе являются не завершающим моментом исследования, а только началом технологической разработки. На основании полученной модели можно, с одной стороны, прогнозировать размеры и мощность производства, а с другой — получаемые неравенства, определяющие необходимую интенсивность процессов переноса, дают возможность проводить исследования, направленные на разработку конструкций аппаратов, а также режимов, обеспечивающих возможность воспроизведения установленных условий при масштабном переносе. [c.7]

Коэффициент турбулентной диффузии газа D резко возрастает с увеличением диаметра аппарата d (при d = 0,2 м ) = 0,0167 м с, при d = 0,4 Z) 0,085). Такое перемешивание фаз в псевдоожиженном слое обусловливает высокую интенсивность процесса переноса тепла и позволяет весьма точно поддерживать равномерную температуру во всем реакционном объеме даже в случае процессов, сопровождающихся значительным тепловым эффектом. [c.101]

Пенные аппараты. Увеличение скорости подачи газа в слой жидкости до 0,7—1,3 м/с переводит газожидкостную систему в состояние, характеризующееся повышенным газосодержанием (фг 0,5) и образованием над газораспределительной решеткой слоя подвижной пены. Пенные аппараты в последние годы находят широкое применение при организации контакта между жидкой и газовой фазами. Исследования показывают, что интенсивность межфазного массо- и теплообмена в аппаратах пенного типа оказывается в несколько раз выше, чем при использовании барботажа газа через слой жидкости, и во много раз превышает интенсивность процессов переноса в пленочных аппаратах с насадкой за счет большой поверхности межфазного взаимодействия [42]. Соотношение между количествами газовой (G) и жидкой (L) фаз в пенных аппаратах может изменяться в широких пределах (от 50 до оо), однако оптимальным считается диапазон G/L = 200-f-- 500. Гидравлические сопротивления пенного слоя и газораспределительной решетки обычно незначительны. Подвижность пены позволяет без затруднений организовать ее выгрузку из аппарата через сливной патрубок, чем обеспечивается непрерывность работы пенного аппарата. Недостатками аппаратов такого типа являются невозможность обрабатывать объем жидкости менее чем [c.138]

Основой математического моделирования промышленных процессов гетерогенного катализа является математическое описание гетерогенного каталитического процесса на отдельном зерне катализатора. Анализ процессов тепло- и массопереноса в единичном зерне катализатора важен еще и потому, что позволяет наметить пути выбора или синтеза оптимальных промышленных катализаторов, поскольку от интенсивности процесса переноса в зерне катализатора зависит не только удельная каталитическая активность катализатора, но и такая важная характеристика катализатора, как избирательность. Объемная активность катализатора — функция удельной каталитической активности. активной поверхности и, кроме того, средней скорости внутреннего массопереноса. Если процесс химических превращений на катализаторе складывается из последовательных реакций, а полезный продукт промежуточный, то уменьшение скорости внутреннего массопереноса всегда приводит к снижению избирательности. В том случае, когда выход полезного продукта определяется интенсивностью побочной реакции, избирательность катализатора зависит как от соотношения между константами и порядками основной и побочной реакций, так и от скорости массопереноса. Интенсивность процесса переноса теплоты в катализаторе может существенно влиять на его промышленную эффективность. Для катализаторов, используемых для проведения простых экзотермических реакций, выгодна малая величина эффективной теплопроводности, так как перегрев увеличивает скорость процесса. Простые эндотермические реакции и сложные реакции, для которых энергия активации основной реакции меньше энергии активации побочных реакций, целесообразно проводить на катализаторах с увеличенной эффективной теплопроводностью. Таким образом, качественный и количественный анализ процесса связанного тепло- и массопереноса в единичном зерне катализатора является не только основой расчета промышленного процесса, но и служит необходимым условием выбора оптимального катализатора. [c.67]

Во-вторых, на кривых (рис. 5.2) зависимости интенсивности сублимации льда j от давления в аппарате (сублимационной камере) р наблюдается максимум в интервале ориентировочно от 13,3 до 133 266 Па), который связывают с лимитирующими стадиями процесса. Рост j по мере снижения давления в аппарате (в зоне правее максимума, где р > 133 266 Па) связывают с увеличением диффузионного потока паров воды из области сублимации к конденсатору (десублиматору). Последующее после максимума уменьшение j (в зоне левее максимума, где рс < 13,3-М,33 Па) связывают со снижением температуры квази-равновесного объема льда, что приводит к уменьшению интенсивности процесса переноса на фазовой границе твердое тело—пар. [c.146]

За пределами вязкого подслоя интенсивность процессов переноса теплоты и количества движения определяется турбулентным перемешиванием объемов жидкости и не зависит от и ц. Рассмотрим турбулентное ядро пограничного слоя с точки зрения аналогии Рейнольдса. [c.204]

Более сложно поведение в интервале обратного каскада энергии. Уровень перемежаемости в нем близок тому, что получается в трехмерных течениях, но в отличие от последних бо О. Это означает, что нарушается основная гипотеза Колмогорова относительно постоянства потока энергии по спектру Естественно, речь не идет о нарушении закона сохранения энергии и нужно еще раз обратить внимание на определение величин г[1 (5.26) (и величины в случае трехмерной турбулентности). Эта величина характеризует интенсивность процессов переноса энергии независимо от их направления. Это означает, что полученный нами результат свидетельствует о наличии потоков энергии, обратных основному направлению переноса, и общая интенсивность потоков изменяется с изменением масштаба. Качественно такой сценарий переноса энергии по спектру иллюстрирует рис.5.21. [c.64]

При увеличении скорости истечения газа (числа Рейнольдса Re) происходит разрушение ламинарного пламени и образование развитого турбулентного. Характерной особенностью турбулентного факела является значительное расширение по сравнению с ламинарным пространственной области смешения и, соответственно, зоны, в которой протекает интенсивная химическая реакция. Это связано с тем, что интенсивность процессов переноса при турбулентном течении существенно превышает интенсивность молекулярного обмена. Важно, что при этом относительный размер зоны реакций остается достаточно малым. Переход от ламинарного горения к турбулентному совершается не скачком, а постепенно в некоторой области чисел Re, разделяющих оба предельных случая между собой. [c.9]

Итак, в обоих крайних предположениях В1 > 1 и В1< 1) критерий В1 исключается из числа аргументов в первом случае он просто отпадает, а во втором — сливается с критерием Ро. Нетрудно понять физический смысл этого факта. Любой критерий представляет собой некоторую приближенную меру относительной интенсивности двух физических эффектов. Но если складываются такие условия, что сопоставляемые эффекты по своей интенсивности несоизмеримы, то критерий, который при этом начинает неограниченно возрастать или убывать, теряет смысл. Именно с таким случаем мы столкнулись. Условие >1 означает, что интенсивность процесса теплообмена несоизмеримо велика по сравнению с интенсивностью процесса переноса тепла в твердом теле. Наоборот, случаю Ы< отвечает несоизмеримо большая интенсивность процесса теплопроводности. Если какой-либо критерий принимает весьма большие или весьма малые значения и в связи с этим выпадает из числа аргументов, то мы [c.82]

Идея о подобии полей температуры и скорости служит основой для получения некоторых важных соотношений, связывающих между собой интенсивность процессов переноса тепла и количества движения. Рассмотрим вначале турбулентный пограничный слой на пластине. [c.226]

Для осуществления процесса с требуемой скоростью в необходимой макрокинетической области важно располагать достаточными данными о термодинамических характеристиках системы, интенсивности процессов переноса и газодинамической обстановке, в которой осуществляют Процесс, а также о его кинетическом механизме. [c.219]

Разброс В значениях а, т к п в формуле (4.125), полученных разными авторами, частично может объясняться различием в степени турбулентности набегающего потока. Влияние степени турбулентности потока на интенсивность массотеплообмена при обтекании частиц количественно не изучено. Некоторые качественные зависимости по влиянию степени турбулентности на интенсивность процесса переноса приведены в работах [293—295]. [c.202]

Применительно же к системе жидкость—жидкость использование тарельчатых аппаратов обеспечивает достаточно высокую интенсивность процессов переноса при сравнительно высокой производительности [до 40—60 мЗДм -ч) по суммарной нагрузке]. Поэтому в настоящем разделе рассмотрим механизм процессов переноса в тарельчатой колонне с перфорированными тарелками применительно к процессу в системе жидкость—жидкость. [c.251]

В связи с тем, что до настоящего времени нет надежных расчетных методов определения различных коэффициентов диффузии и относительных интенсивностей процессов переноса за счет механизмов молекулярной, кнудсеновской и поверхностной диффузии для реальных пористых катализаторов, основную роль в теории играют методы, использующие понятие эффективного коэффициента диффузии. Эффективный коэффициент диффузии находится в результате решения обратных задач, т. е. определяется из условия применимости уравнений диффузии и теплопроводности с учетом химических реакций для описания процессов тепло- и массопереноса в пористых катализаторах. В качестве единственного параметра, определяющего массоперенос, коэффициент эффективной диффузии имеет ряд недостатков. Наиболее существенный из них — неоднозначность определения. Так, если провести экспериментальное определение эффективного коэффициента диффузии для одного и того же пористого катализатора, используя различные уравнения переноса, например в одном случае уравнение диффузии без источников, а в другом случае уравнение с источниками, учитывающими хихмические превращения, то чаще всего получаются совершенно различные значения. [c.69]

Процессы переноса теплоты, импульса и массы, обусловленные самопроизвольными перемещениями молекул, радикалов, атомов, ионов, имеющими в газах и жидкостях характер броуновского, а в твердых телах - колебательного движения, протекают в направлении выравнивания температур, давлений и концентраций. Согласно воззрениям молекулярно-кинетической теории интенсивность процессов переноса в газах и жидкостях однозначно определяется длиной свободного пробега частиц и, следовательно, их физико-химическими харатеристиками и параметрами состояния. В зависимости от последних длина свободного пробега может изменяться в широких [c.42]

Вторым, более важным моментом, связанным с возможным увеличением скорости вертикального потока газовой фазы, является динамическое воздействие газа на стекающую по поверхности насадки пленку жидкости. Опыты показывают, что по мере увеличения скорости восходящего потока газа возможны различные гидродинамические режимы движения пленки, иллюстрируемые графиком на рис. 5.14. При небольших скоростях газа влияние газового потока на жидкую пленку настолько незначительно, что им можно пренебречь, и пленка жидкости стекает по поверхности насадки таким же образом, как и в неподвижной газовой среде (левая часть кривой до точки А - так называемый пленочный режим стекания). Повышение скорости потока приводит к заметному увеличению вертикальной силы трения газа о жидкую пленку, что вызывает подтормаживание пленки и увеличение ее толщины. Течение пленки при этом значительно турбулизируется от ее поверхности могут отрываться отдельные брызги интенсивность процесса переноса целевого компонента между газовым потоком и пленкой жидкости повышается. Такой режим называют режимом подвисания (кривая между точками А и В). [c.378]

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]

Опыты показали, что максимальные скорости реакции зависят от скоростей потока водорода и непропорциональны навеске исходной Рез04- Первую из указанных зависимостей нельзя было приписать влиянию внешнедиффузирнного торможения, поскольку большие значения линейных скоростей газового потока в циркуляционной установке (20 4-30 см/с) обусловливали вы- сокую интенсивность процессов переноса газа из ядра потока к внешней поверхности зерен (размеры зерен 1ч-2 мм). [c.168]

Прошедший в Москве IV Международный конгресс по катализу был, посвящен вопросам предвидения каталитического действия, т. е. выявлению зависи.мостей удельной каталитической активности от химического состава катализатора. Это, несомненно, важнейшая часть задачи создания практически ценного катализатора. Для оценки промышленных катализаторов важна каталитическая активность, отнесенная к единице объема катализатора. Объемная активность зависит как от удельной каталитической активности, так и от величины поверхности активного компонента в единице объема катализатора и от его пористой структуры, опеределяющсй интенсивность процессов переноса реагирующих веществ и тепла внутри зерен катализатора. Эти характеристики определяются условиями приготовления и могут в весьма значительной степени изменять объемную активность и, что особенно важно, селективность катализатора. Очень важно поэтому при разработке новых катализаторов уметь заранее определить наиболее выгодную для проведения заданной реакции пористую структуру и величину внутренней поверхности. Обсуждение научных вопросов, связанных с решением этой задачи, и является целью данного симпозиума. [c.5]

Из равенства (97) и комментариев к нему видно, что интенсивность процесса переноса, а значит, и количество перенесенного вещества с1Е должны зависеть от разности интенсиалов Р. Следовательно, в уравнении переноса в отличие от уравнения состояния экстенсор с1Е должен быть выражен через разность интенсиалов с1Р. Чтобы найти соответствующую функциональную зависимость, необходимо обратиться к третьему началу ОТ. [c.139]

Некоторые из перечисленных величин связаны с N лекулярной структурой жидкости. Это относится в п( вую очередь к кинетическим коэффициентам, теплое кости, уравнению состояния жидкости. Переменность I нетических коэффициентов, как и плотности жидкое в зависимости от температуры и давления, приво/] к изменению распределения скоростей, температур концентраций в потоке жидкости и тем самым вли5 на интенсивность процессов переноса импульса, теп. вещества. [c.28]