Условия протекания процесса переноса

Существует такое разнообразие форм и типов теплообменников, что для их проектирования требуются корреляционные соотношения, применимые в довольно различных геометрических конфигурациях и условиях протекания процессов переноса. Понимая это, редакционный совет Справочника попытался возможно более полно охватить все важнейшие вопросы, имеющие отношение к теплообменным устройствам. Поэтому часть 2 представляет интерес не только для специалистов по теплообменникам, но и для всех, кого интересуют широкие аспекты тепловых установок. [c.69]

Условия протекания процесса переноса [c.89]

Для процесса горения топлива большое значение имеют не только химические реакции топлива с окислителем, но и доставка исходных веществ в реакционную зону, удаление из нее продуктов реакции, отвод теплоты из зоны горения. Условия протекания процессов переноса веществ и теплоты существенно различаются при гомогенном и гетерогенном горении. [c.155]

Детерминированная составляющая на основе фундаментальных законов переноса массы и энергии позволяет строго теоретически определить скорость протекания того или иного процесса, а следовательно, и кинетическое время /к, необходимое для достижения конечного состояния или завершенности процесса при данной скорости. Однако в промышленных аппаратах действительное время завершения процесса может и не соответствовать времени /к, полученному на основе кинетических законов, так как зависит от условий протекания процесса в аппарате, от характера распределения потоков в аппарате, от их структуры, непосредственно связанной с конструкцией аппаратов, внешним подводом энергии, наличием в аппарате перемешивающих устройств, отражательных перегородок, колпачков, насадок, различной структуры потоков отдельных фаз в многофазных системах и т. п. Очевидно, то расчет процессов сводится к определению и сравнению и прпчем всегда должно выдерживаться соотношение [c.24]

Детерминированная составляющая на основе фундаментальных законов - закона Ньютона, переноса массы и энергии и т. п. - позволяет строго теоретически определить скорость протекания того или иного процесса, а следовательно, и время для достижения конечного состояния или завершенности процесса при данной скорости. Однако в промышленных аппаратах действительное время завершения процесса может не соответствовать времени, полученному на основе классических законов, так как оно зависит от условий протекания процесса в аппарате, характера структуры потоков, обусловленного конструкцией аппарата, внешнего подвода энергии, наличия в аппарате устройств, изменяющих характер и направление движения пара и жидкости, и т. д. [c.9]

Уравнение (УП1.2) называется первым основным уравнением диффузионной кинетики. Оно связывает скорость электродного процесса с распределением концентрации вблизи поверхности электрода. Второе основное уравнение диффузионной кинетики — уравнение Нернста, которое справедливо при протекании электрического тока, так как само электродное равновесие при этом не нарушается. Неравновесным в условиях лимитирующей стадии переноса оказывается некоторый слой раствора (или слой амальгамы) вблизи поверхности электрода, в котором концентрация реагирующих веществ изменяется от значения С в объеме до f — у поверхности (так называемый диффузионный слой, который следует отличать от диффузной части двойного слоя). Чтобы определить потенциал электрода при протекании тока, в уравнение Нернста подставляют концентрацию реагирующего вещества у поверхности электрода. Таким образом, если процесс идет на электроде первого рода, то [c.173]

Исходя из блочного представления математической модели элемента технологической схемы, описание явлений, характеризующих перенос и распределение субстанции по координатам и по времени и базирующихся на фундаментальных законах гидромеханики многокомпонентных многофазных систем, составляет основу будущей модели. Учет реального распределения температур, концентраций компонентов и связанных с ними свойств, например плотности, вязкости и т. д., по пространственным координатам аппарата и во времени позволяет оценивать степень достижения равновесности тепломассопереноса, химического превращения, т. е. эффективность конкретного аппарата. Описание гидродинамической структуры потоков основано на модельных представлениях о гидродинамической обстановке в аппарате, использующих ряд идеализированных типовых моделей. Аппарат такого представления достаточно развит для однофазных потоков, разработаны и методы идентификации параметров отдельных моделей применительно к реальным условиям протекания процесса. Математическое описание типовых моделей структуры потоков приведено в табл. 2.1. [c.84]

Рассмотрим некоторые вопросы физики процесса переноса тепла от жидкости к частицам в газовзвеси. Как известно, при обтекании поверхности тела жидкостью вокруг последнего образуется пограничная пленка, толщина которой зависит от условий протекания процесса, теплофизических свойств жидкости и тела. Таким образом, происходят молярный и молекулярный процессы переноса тепла. В предположении, что толщина пограничной пленки вокруг шарообразной частицы бесконечно велика, Нуссельт получил так называемый предельный закон, который устанавливает предельное минимальное значение коэффициента теплообмена для шарообразной [c.37]

Процесс на отдельном зерне катализатора, размером несколько миллиметров, включает реакцию, представленную ее кинетической моделью, и перенос вещества и теплоты в порах зерна и между его наружной поверхностью и обтекающим потоком. Превращение на зерне определяется условиями протекания процесса — составом, температурой и скоростью обтекающего потока и не зависит от того, где созданы такие условия — в реакторе малого или большого размера, т.е. не зависит от масштаба всего процесса. Анализ полученной модели позволяет получить свойства процесса, например, скорости превращения в виде зависимости только от условий его протекания - наблюдаемую скорость превращения. [c.94]

Продолжительность сушки зависит от условий подвода теплоты к материалу и от миграции влаги и теплоты внутри тела. В одном случае доминирующим фактором является внешний тепло- и массообмен, в другом, наоборот, все зависит от интенсивности протекания процесса переноса теплоты и массы внутри тела, когда значительны градиенты температуры и влажности внутри материала. Для этих двух случаев следует рекомендовать различные методы инженерных расчетов сушильного аппарата. [c.250]

Установить явления переноса между элементарными объемами, создающие условия протекания процесса в них и определяющие их взаимодействие. Совокупность этих явлений вместе с химическими процессами позволяет представить схему процесса в целом, включающую существенные для построения модели составляющие. Будем полагать, что модель должна предсказать распределение температуры и концентраций и, следовательно, позволит определить превращение исходных веществ в продукты. [c.104]

Под математическим моделированием понимают изучение свойств объекта на математической модели. Его целью является определение оптимальных условий протекания процесса, управление им на основе математической модели и перенос результатов на объект. [c.7]

Положения модели кратковременного контакта фаз обычно используют для анализа и расчета наиболее сложного случая одновременное протекание процессов переноса и химической реакции в жидкой фазе. Диффузионное сопротивление в газовой фазе, как правило, учитывают, используя опытные значения коэффициентов массоотдачи рг- При этом, как уже указывалось выше (2,7), концентрация передаваемого компонента в жидкости на границе раздела фаз считается постоянной и равной начальной, независимо от фактического изменения концентрации компонента в газе. Более общая постановка задачи включает теоретическое определение локальных коэффициентов массоотдачи в обеих фазах в этом случае необходимо получить совместное решение уравнений конвективной диффузии в газе и жидкости, позволяющее выявить условия, при которых диффузионные сопротивления в обеих фазах становятся соизмеримыми. Кроме того, становится возможной четкая количественная оценка допущений модели кратковременного контакта фаз. [c.43]

Найденные зависимости говорят о том, что даже небольшие изменения условий протекания процессов внутреннего и внешнего переноса могут оказывать существенное влияние на кинетику восстановления и активность катализатора. [c.105]

Указанные четыре уравнения содержат четыре, неизвестных 15, Р, Г и С, и, в принципе, позволяют путем интегрирования найти эти неизвестные при заданных начальных и граничных условиях. Однако в реальных условиях ванны довольно трудно определить граничные условия протекания процесса. Весьма неопределенными, особенно в условиях тур лентного движения, являются и константы р, л и Д характеризующие различные процессы переноса. Поэтому определенные процессы изучаются с использованием экспериментальных методов, методов моделирования и подобия. [c.415]

Наиболее простые закономерности получаются из уравнений материального баланса для процессов, в которых равновесие вещества, распределенного между раствором и твердой фазой, устанавливается мгновенно. Подобные равновесные процессы естественно в природе отсутствуют. Однако приближение к ним может быть осуществлено при выборе систем и условий протекания процесса, при которых сорбция или перенос вещества из жидкой фазы в твердую протекает достаточно быстро. Следует отметить, что разделение зон веществ в хроматографическом процессе, как правило, определяется исключительно равновесными законами. Временные факторы при этом вызывают лишь перемешивание зон веществ. Однако в некоторых случаях разделение основано на более медленном проникновении одного компонента в твердый [c.110]

Независимо от условий протекания процесса различают два основных режима кипения пузырьковый и пленочный, отличающиеся механизмом переноса теплоты. [c.34]

Уровень малого объема. На этом уровне объектом описания является, например, процесс на одном зерне катализатора, или в пузырьке газа, поднимающемся в барботажном слое, и в обтекающей его жидкости, или на одном, элементе насадки в насадочной колонне, и т. д. Здесь закономерности предыдущего уровня уже недостаточны необходимо дополнить их закономерностями существенных в этом масштабе процессов тепло- и массопереноса. Анализ кинетических закономерностей в условиях одновременного протекания процессов переноса — предмет научного направления, называемого макрокинетикой [16, 18]. [c.34]

Длительность сушки или средняя условная интенсивность испарения влаги за весь процесс зависят от условий подвода тепла к материалу и от миграции влаги и тепла внутри тела. В одном случае доминирующим фактором, обусловливающим длительность сушки, является внешний тепло- и массообмен. В другом, наоборот, все зависит от интенсивности протекания процесса переноса тепла и массы внутри тела, когда значительны градиенты температуры [c.89]

Условия протекания процессов молекулярного переноса массы тепла в газовых средах, осложненных химическими превращениями, определяет в значительной мере изменение температуры у фронта горения и концентраций реагирующих масс горючей смеси л продуктов сгорания. Перед фронтом реагирования температура потока газов заметно не меняется. [c.144]

Метод подхода к основам химической технологии через рассмотрение работы отдельных установок в настоящее время в основном не практикуется в связи с переходом к более обобщенному направлению, в котором теория явлений переноса рассматривается в общем виде. В пределах этого направления могут быть рассмотрены многие классические теории химической технологии. Долгое время явления массопереноса в условиях протекания химической реакции, которые имеют огромное значение в широком многообразии химических процессов, практически не использовались. В последние пятнадцать лет в литературе появились важные работы по общему представлению одновременных процессов массопереноса и химической реакции. Сюда можно отнести теоретические и экспериментальные работы в таких промышленно важных областях, как химическая абсорбция, гетерогенный катализ, продольное перемешивание в химических реакторах и др. [c.7]

При написании этой книги автор пытался систематизировать имеющийся в рассматриваемой области материал и показать аналогии, существующие между, казалось бы, не связанными процессами, такими как, например, химическая абсорбция и гетерогенный катализ. Предпринята также попытка представить теоретические результаты в форме асимптотических решений, диапазон применимости которых определяется физической интуицией. Рассмотрение всех взаимно накладывающихся явлений, которые составляют процесс переноса массы в условиях протекания химической реакции, представляет настолько трудную задачу, что практически всегда необходимы упрощающие предположения. [c.7]

Несмотря на возрастающую роль многофазных жидкостных реакторов в химической и нефтехимической промышленности, степень разработки вопроса остается пока недостаточной. Это объясняется не только общей сложностью задачи, но и определенными недостатками в методах изучения и описания отдельных сторон процесса, та7 пх как закономерности формирования и гидродинамика двухфазных систем, условия массообмена между фазами и т. д. Поэтому степень обоснованности и надежности расчета различна для разных вариантов процессов и конструкций реакторов, что не могло не отразиться на изложении материала книги. Хотя специфика жидкостных реакторов проявляется больше всего в реакторах с многофазными потоками, однако для общности в книге рассмотрены и реакторы с однофазным потоком. Авторы сосредоточили внимание на рассмотрении отдельных сторон общих процессов в реакторах п взаимосвязи отдельных факторов, определяющих их протекание, прежде всего—на взаимосвязи скорости химической реакции и скорости процессов переноса. Менее специфическим вопросам авторы уделили меньшее внимание, отсылая читателя к соответствующим литературным источникам. [c.3]

В случае, когда кинетические зависимости нелинейны, формула ( 1.52) неприменима, поскольку вероятность химического превращения зависит при этом не только от времени пребывания, но и от траекторий частиц реагентов в зоне реакции. Если условия реакции в проточной части слоя и в застойных зонах одинаковы и описываются одной и той же кинетической функцией г (С), то характерным временем реакции служит величина С г (С) и можно ожидать, что параметры квазигомогенной модели будут определяться формулами (VI.63) или ( 1.66), в зависимости от соотношения между временами С г (С) и д. В случае, когда реакции с нелинейными кинетическими зависимостями протекают в системе с локально неоднородными условиями протекания реакции, нельзя вывести эффективное квазигомогенное уравнение только из анализа гидродинамических процессов переноса. В этом случае необходимо отдельно решать уравнения для различных частей слоя (например, свободного объема и застойных зон), отличающихся друг от друга условиями протекания химической реакции. [c.234]

Химические превращения. При решении задач проектирования химических реакторов необходимо рассматривать последние на микро- и макроуровнях. На макроуровне определяются закономерности протекания химических превращений при воздействии на них процессов переноса массы, тепла, импульса, т, е. решается вопрос о выборе наилучшего типа промышленного реактора и определения его конструкционных и рабочих условий. [c.81]

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]

Полученные суммарные зависимости хода процесса являются составными частями следующего уровня модели и не зависят от его масштаба. Например, закономерности протекания процессов в составных частях модели второго уровня (см. рис. ХУ-2), т. е. переноса вещества и тепла внутри поры катализатора и стадии химического превращения, не зависят от масштаба зерна и капилляра. Влияние масштаба на распределение концентраций и температур по длине поры и скорость химического процесса определяются краевыми условиями зерна и характером массо- и теплообмена между наружной поверхностью и ядром потока. Наблюдаемые зависимости скорости реакции от концентраций и температуры на пористом зерне не зависят от масштаба следующего уровня (слоя катализатора) и входят в него как составляющая математической модели в неподвижном слое. [c.465]

Главная задача, решаемая при моделировании процесса окисли ной регенерации в слое катализатора,-предсказание зависимости изме> нения основных параметров процесса (температуры газа и слоя, состава газа и среднего содержания кокса на катализаторе) в зависимости от пространственных координат слоя и времени выжига кокса. Особенности регенерации слоя катализатора зависят, естественно, от начальных условий состава газа, входной температуры и массы отложившегося на катализаторе кокса. Скорость выжига кокса в слое катализатора существенным образом зависит также от относительной скорости протекания частных процессов переноса тепла и вещества в слое и на его границах, продольного и радиального смешения в слое. [c.83]

Применение псевдоожиженного слоя имеет широкое распространение в современной технологии. Интенсивность протекания процессов тепло- и массообмена, простота конструкций агрегатов, возможность создания непрерывных процессов в условиях совершенной автоматизации оправдывают во многих случаях применение псевдоожиженного слоя. Твердая фаза псевдоожиженного слоя может применяться для следующих целей 1) как теплоноситель для переноса тепла от теплогенератора к [c.134]

Протекание процессов массообмена тесно связано с гидродинамическими условиями в фазах и на границе их раздела и часто — с сопутствующими массообмену процессами переноса тепла (теплообмена). [c.13]

Электрохимический процесс, как любой гетерогенный процесс, состоит из ряда последовательных стадий переноса ионов к поверхности электрода, собственно электрохимического процесса разряда ионов и отвода продуктов электродной реакции от поверхности электрода или образования (достройки) кристаллической решетки. Все стадии взаимосвязаны, и скорости их при установившемся (стационарном) процессе электролиза одинаковы. Однако следует различать стадию, лимитирующую протекание всего процесса в целом, которая имеет минимальную в данных условиях скорость. Скорости остальных стадий, которые могли бы быть большими, не могут превысить скорости медленной стадии, от которой они непосредственно зависят. В зависимости от того, какая из стадий (химическая, диффузионная) ограничивает скорость протекания процесса, различают электрохимическую и диффузионную кинетику. [c.348]

Основная причина возникновения неоднозначности режимов -обратная связь между составляющими процесса, главным образом химической реакцией и процессами переноса. Это связано с нелинейностью зависимости скорости реакции от условий ее протекания. Такие явления можно ожидать в реакторе, где имеются обратные связи между процессом в слое, показатели которого также нелинейны, и внешними по отношению к слою катализатора процессами переноса тепла и вещества. [c.219]

Расчет процесса ректификации с помощью понятия о теоретической ступени разделения имеет преимущество общности с другими многоступенчатыми противоточными процессами разделения и позволяет использовать достижения общей теории разделения [4—6]. По ЧТСР можно рассчитывать ректификационные колонны как со ступенчатым контактом фаз (тарельчатые), так и с непрерывным контактом фаз (насадочные). В первом случае для перехода к реальным тарелкам используется коэффициент полезного действия тарелки. Во втором случае вводится величина ВЭТС (высота, эквивалентная тееретической ступени разделения), и требуемая высота слоя насадки определяется как произведение ЧТСР и ВЭТС. Однако при расчете колонн с непрерывным контактом представление о теоретической ступени разделения не отвечает реальным условиям протекания процесса и становится искусственным. В связи с этим был. разработан и в настоящее время широко применяется другой путь расчета ректификации — по числу единиц переноса. [c.54]

Таким образом, при температурах расплава выше температуры плавления скрапа диффузия угаерода из расплава усшряет процесс плавления. При температурах же расплава ниже температуры плавления скрапа диффузия угаерода к поверхности тела является необходимым условием протекания процесса плавления. Поток угаерода из расплава к телу приводит к снижению температуры плавления поверхностных слоев, в результате чего появляется разность температур между расплавом и поверхностью тела, возникает перенос тепла из расплава и происходит плавление. [c.435]

Необходимо также иметь в виду, что вполне строгая взаимо-одпозначность упомянутых нолей требует еще одного ограничения, а именно, реализации внутренней адиабатичности системы, т. е. отсутствия необратимого преобразования части внутренней энергии в механическую работу по перемещению масс в про-страпстве, бесполезную с точки зрения процесса. Такое преобразование бывает при определенных условиях нри взаимопревращениях различных форм энергии, которые являются следствием совместного протекания процессов переноса массы, энергии и количества движения. [c.230]

В разд. 6.1.2.2 было показано, что кристаллизация из газовой фазы при условиях, когда кинетика определяется условиями протекания процессов на поверхности, изучена достаточно детально. Процесс образования зародышей, контролирующий кристаллизацию, был рассмотрен в разд, 5.2.1. Третий предельный тип кристаллизации - это тот случай, когда единственным процессом, определяющим скорость кристаллизации, является процесс переноса. Протяженные плоские грани, которые наблюдаются для кристаллов, образующихся из газовой фазы, а при определенных условиях и из расцлава и раствора, служат доказательством того, что в этих случаях рост не Контролируется диффузией, поскольку наличие поля диффузии приводит к более высоким пересыщениям вблизи ребер и углов (см. разд. 3.6.1). [c.170]

Детерминированная составляющая позволяет на основе фундаментальных законов переноса массы и энергии строго теоретически определить скорость протекания того или иного процесса, а следовательно, и кинетическое время Тю необходимое для достижения конечного состояния или завершенности процесса при данной скорости. Однако в промышленных аппаратах действительное время завершения процесса Тп может и не соответствовать времени Гк, полученному на основе кинетических законов, так как Тп зависит от условий протекания процесса в аппарате, от характера распределения потоков в аппарате, от их структуры, непосредственно связанной с конструкцией аппаратов, внешним подводом энергии, наличием в аппарате перемешивающих устройств, отражательных перегородок, колпачков, насадок, с различиями структуры потоков отдельных фаз в многофазных системах и т. п. Очевидно, что расчет процессов сводится к определению и сравнению ТкИТп, причем всегда должно выдерживаться соотношение Тп Тк-Если не учитывается стохастическая составляющая, то непосредственный перенос результатов экспериментов, проведенных в лабораторных масштабах, на промышленные объекты невозможен. [c.17]

Предположим, что от внешнего источника на электрод наложен ток катодного направления, обеспечивающий приток электронов извне к электроду, т. е. процесс в целом будет протекать в направлении образования лродуктов реакции (7.6) и соответственно потребления компонентов Oxi, 0x2 и т, д. Последние должны будут поступать к границе электрод — раствор, диффундируя из глубины раствора, в то время как продукты реакции Redj, Reda и т. д., образовавшиеся у поверхности электрода в избыточном в сравнении с исходными количеством, потоком диффузии будут переноситься в обратном направлении в глубь раствора. Если бы диффузионный перенос совершался без каких-либо ограничений по скорости, то протекание реакции (7.6) не повлекло бы за собой заметные изменения активностей веществ возле поверхности электрода. Но процесс диффузии в действительности имеет ограниченную скорость. В результате этого при указанном направлении процесса (7.6) все активности исходных реагентов Oxi, Оха и т. д. будут понижены по сравнению с их равновесными значениями. Напротив, [Redi] и т. д. в условиях протекания реакции слева направо будут соответственно больше их ра/вновесных значений. 158 [c.158]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология