Составляющие описания массопереноса

Как и в предыдущих случаях, уравнения материальных балансов, дополненные уравнениями скорости массопереноса и уравнениями для расчета коэффициентов массопереноса, составляют математическое описание процесса. Приведем описание для идеализированного процесса, так как оно более компактно. Учет возможных отклонений не вызывает каких-либо затруднений и приведет лишь к увеличению числа членов в уравнениях. [c.90]

Качественный анализ структуры ФХС. Основу структурного анализа ФХС составляет обобщенная система гидромеханических уравнений с учетом физико-химических процессов, протекающих в технологическом аппарате. Замкнутая система уравнений термогидродинамики многокомпонентной неидеальной двухфазной смеси, в которой протекают химические реакции, осложненные процессами тепло- и массопереноса, сформулирована в работе [6 ] и подробно рассмотрена в 1.2—1.4 настоящей монографии. Эта система уравнений, во-первых, может служить исходным пунктом при переходе к математическому описанию частной инженерной задачи во-вторых, она вскрывает структуру движущих сил и потоков, развивающихся в локальном объеме аппарата и отражающих специфику физико-химических процессов в нем. [c.10]

Создание единой для большого числа процессов и аппаратов математической модели, отражающей физическую сущность явления, невозможно без выявления истинных закономерностей осуществляемых физико-химических превращений. Вместо подгонки диффузионных моделей с эффективными, т. е. дающими похожий на конечный результат ответ, коэффициентами под единичные эксперименты, надо направить усилия на изучение определяющих этот комплексный ответ отдельных факторов, таких как структура слоя катализатора, глобальная и локальная гидродинамика смеси, тепло- и массоперенос, кинетика гетерогенных химических реакций. Основу этого изучения по каждому из указанных разделов должно составлять целенаправленное экспериментальное обследование во всем интересном для практических приложений диапазоне изменения определяющих параметров с последующей фиксацией физических закономерностей или критериев нодобпя исследуемого яв.пения. На первом этапе изучения отдельных влияющих па работу химических реакторов факторов, кроме изучения кинетики химических реакций, остается реальной идея физического, в том числе и масштабного, моделирования с применением вычислительной техники, при этом должно быть обеспечено соответствие теоретических моделей экспериментальным данным. На втором этапе описания работы химических реакторов общая математическая модель будет получена сложением отдельных составляющих процесса. Основным будет выбор частных видов общей модели, отвечающих конкретным практическим случаям, и их численный расчет с учетом всех влияющих факторов. [c.53]

Первоначально Ф.-х. г. изучала тепло- и массоперенос при конвективном движении среды, сопровождающий прохождение электрич. тока в р-рах электролитов, абсорбцию и экстракцию при движении капель, пузырьков газа, твердых частиц и тонких жнпких пленок исследовалось также влияние ПАВ на волновое движение и массоперенос на пов-сти жидкости и т. п. В подобных системах вблизи межфазной фаницы образуется гвдродинамич. пофаничный слой Зд, скорость течения внутри к-рого постепенно меняется от скорости движения одной фазы (И)) до скорости движения др. фазы ( з). Толщина слоя 5о и картина течения внутри него помимо скоростей и, и 2 зависят от вязкости и плотности движущихся фаз, типа течения и др. характеристик контактирующих сред. Напр., вблизи неподвижной твердой стенки, обтекаемой потоком жидкости, внутри пофаничного слоя скорость жидкости постепенно нарастает от нуля у твердой стенки до скорости потока и. Если в жидкости содержится к.-л. активный компонент А, участвующий в гетерогенных превращениях или адсорбирующийся на твердой стенке, концентрация этого компонента меняется от значения на стенке до в потоке, что создает внутри жидкости диффузионный пограничный слой (толщина 5 ). Перенос компонента А в диффузионном слое 5, вблизи межфазной фаницы осуществляется пзтем конвективной диффузии в поле постепенно ускоряющейся жидкости. Расчет скорости массообмена в описанных условиях составляет одну из типичных задач Ф.-х. г. [c.89]

Все описанные выше результаты бьши получены с использованием электродов, линейные размеры которых составляют несколько миллиметров. Микроэлектроды размером в несколько микрометров имеют, как известно, ряд гфсимуществ перед макроэлектродами у них меньше влияние омического скачка потенциала в растворе, что позволяет работать с разбавленными и неводными растворами электролитов массоперенос протекает в стационарном режиме благодаря тому, что вместо линейной диффузии, характерной для плоских макроэлектродов, здесь имеет место сферическая диффузия. К тому же алмаз обладает хорошей биосовместимостью [244], так что микроэлектроды из этого материала могут быть использованы для измерений in vivo. [c.70]

Эти и подобные явления, относящиеся к процессу жидкостной экстракции, подробно описаны в литературе [68, с. 139 94, с. 204]. Применительно к переработке растворов полимеров обычно считают, что конвекционные потоки развиваются слабо или вообще отсутствуют в растворах полимеров вследствие их высокой вязкости. Подобная точка зрения представляется спорной, так как ссылки на высокую вязкость растворов без указания конкретной ее величины не являются доказательством того, что описанные выше явления отсутствуют. Так, например, вихри наблюдаются при контакте глицерина со спиртами, а вязкость глицерина при комнатных температурах составляет 0,6— 1,5 Па-с, что сопоставимо с вязкостью ряда растворов полимеров, перерабатываемых при получении химических волокон или пленок мокрым методом. Конвекционные потоки обнаружены также при взаимодействии растворов поли-л-фениленизофтал-амида (вязкость до 38 Па-с) со смесями ДМАА — вода разного состава. Следствием образования вихрей может быть не только изменение величины массопереноса через границу раздела, но и структурные изменения в поперечном сечении волокон или пленок (например, образование крупных анизометричных полостей), которые обусловлены фазовым распадом и отверждением полимерной фазы. [c.60]

При использовании малых частиц принципиальные затруднения вочникают из-за выделения теплоты трения, обусловленной перепадом давления. Авторы работы [27] показали, что в полностью изолированной разделительной колонке разность температур элюента между входом и выходом составляет 5 - ТС при перепаде давления в 100 атм. Вдоль колонки возникает градиент темпфатур. Поскольку разделительная колонка никогда не является адиабатной системой, то возникает дополнительный радиальный градиент темпфатур. Вязкость элюента, внутренние коэффициенты диффузии компонентов пробы и удерживание компонентов (коэффициенты распределения) меняются внутри колонки. Это не только не позволяет дать теоретическое описание процессов массопереноса в разделительной колонке, но и делает возможным дополнительное искажение зоны вещества (повышает величину / ). В связи с этим диаметр частиц в жидкостной хроматографии можно уменьшить только до какого-то оптимального размера. В настоящее время минимальный диаметр частиц, видимо, составляет 3 мкм, а оптимальное значение лежит между 3 — 5 мкм. При ньшешнем состоянии техники хорошо и воспроизводимо заполнить колонку частицами такого размера удается только достаточно опытным хроматографистам. Длина разделительной колонки [c.29]

Выражение для С в уравнении (4) является приближенным и требует иекото рого пояснения. Первая часть уравнения (4), которая учитывает торможение массопереноса газовой фазой, основана на описании сопротивления пленки в ламинарном потоке, данном Эргуном. Поэтому ее лучше применять при низких значениях скорости, когда поток является ламинарным. При более высоких скоростях потока, сопротивление массопереносу со стороны газовой фазы будет становиться значительно меньше. Анализ уравнения (4) показывает, что величина этого вида сопротивления может быть рассчитана. Значение ее гораздо меньше, чем значение второй части выра(жения для С, которая интересует нас, а именно, эффективный коэффициент диффузии. Оценочный расчет сопротивления газовой фазы показывает, что оно составляет нёбольшую часть общего сопротивления, это делает вполне оправданным приближение для члена, описывающего перенос в газовой фазе. [c.130]