Поверхностная конвекция при массопередаче с химической реакцией

По данным [75], увеличение концентрации МЭА от 0,5 до 5 моль/л приводит при а <]0,5 к заметному возрастанию К а. При дальнейшем увеличении значения 5 .0 коэффициент массопередачи уменьшается, что обусловлено возрастанием вязкости раствора и уменьшением эффекта поверхностной конвекции. То же относится к растворам ДЭА [101], где максимум коэффициента массопередачи соответствует 2—3 н. раствору. Влияние вязкости наиболее ощутимо в области протекания мгновенной химической реакции и в переходной области. [c.154]

Поверхностная конвекция при массопередаче с химической реакцией [c.92]

Протекание химической реакции, как правило, сопровождается заметными тепловыми эффектами. Исследование неизотермической массопередачи с химической реакцией первого порядка позволило сделать вывод,о том, что при некотором критическом значении чисел Био и Марангони возможно возникновение на межфазной поверхности температурных градиентов, приводящих к поверхностной конвекции [131]. В частности, определены условия, при которых возможно возникновение нестабильности поверхности в системе хлор — толуол. Хотя анализ содержит ряд допущений (независимость константы скорости реакции и коэффициентов массо- и теплоотдачи от температуры и др.), представляет большой интерес вывод об экстремальной зависимости критического значения числа Марангони от критерия Био. [c.100]

В целом следует констатировать, что теория возникновения и развития поверхностной конвекции в условиях массопередачи с химической реакцией разработана недостаточно имеющиеся рекомендации носят скорее качественный, оценочный характер. Особенно это относится к вопросу расчета массопередачи с химической реакцией в условиях стационарной поверхностной конвекции здесь известно лишь одно обобщение [143], позволяю- [c.102]

Таким образом, эффект поверхностной конвекции находи, широкое распространение в процессах массопередачи в системах газ — жидкость с химической реакцией в жидкой фазе. Интенсификация процесса массопередачи, обусловленная поверхностной конвекцией, достаточно велика, слол<ным образом зависит от ряда параметров и может быть реализована, что очень важно, в условиях интенсивной вынужденной конвекции. [c.114]

Анализ результатов опытов [7, 8], полученных в широком диапазоне изменения М/Я (на два порядка) и числа Не, позволяет сделать вывод об удовлетворительном для инженерных расчетов соответствии опытных данных уравнению (2.58) и в случае проявления эффекта поверхностной конвекции. Опытные и теоретические коэффициенты ускорения массопередачи согласуются с точностью 20%. Необходимо отметить, что, как следует из табл. 4.3 и рис. 4.21, использование р, полученных по обычной методике, т. е. без учета поверхностной конвекции [63, 72, 173—176], приводит к значительному расхождению теории и опыта (в некоторых случаях в 3—3,5 раза). Результаты убедительно свидетельствуют о необходимости учета поверхностной конвекции при расчете кинетики массопередачи с необратимой химической реакцией. [c.130]

На рис. 5.6 приведены некоторые результаты экспериментальной проверки метода расчета массообменных аппаратов с химической реакцией. Исследовалась массопередача в системе СО2 — водный раствор МЭА в колонне диаметром 0,312 м с высотой насадочного слоя 4,21 м в диапазоне скоростей газа 0,3—1,17 м/с, плотностей орошения 20—60 мУ(м2-ч). В расчетах использованы опытные значения для системы СО2—Н2О, влияние поверхностной конвекции учитывали через поправочный коэффициент, найденный по результатам опытов на дисковой колонне (см. табл. 4.4), Значения поверхности контакта фаз взяты в соответствии с рекомендациями, изложенными в работе [185], Анализ литературных данных [1, 3, 182] показал, что в условиях эксперимента аппарат можно рассматривать [c.151]

Приведены многочисленные опытные данные, указывающие на возможность изменения механизма переноса вещества при протекании необратимой химической реакции в жидкости вблизи поверхности раздела фаз. Речь идет о так называемой нестабильности поверхности (поверхностной конвекции), позволяющей при определенных условиях существенно ускорить процесс массопередачи. [c.223]

Абляция полимерных материалов представляет собой процесс теп-ло- и массопередачи, в котором большие количества тепловой энергии расходуются на разрушение поверхностного слоя материала, тем самым ограничивая нагрев поверхностного слоя до высоких температур окружающей среды. Тепловой поток, поступающий из окружающей среды, поглощается, рассеивается и задерживается по различным механизмам а) теплопроводность в толщу материала и расход тепла за счет эффективной теплоемкости материала б) расход тепла на фазовые превращения материала в) поглощение тепла газами, выделяющимися в материале при его разложении и движущимися к поверхности г) конвекция тепла в поверхностном жидком слое д) миграция газов с поверхности абляции в пограничный слой е) излучение с поверхности и из объема материала ж) эндотермические химические реакции . [c.407]

Аналогичные результаты получены и в опытах при исходной концентрации кислоты 1,73 моль/л. Это позволяет предположить, что в приведенных условиях коэффициенты массопередачи — постоянные величины, но в общем случае необходимо проверять, вызвано ли их изменение не побочными причинами (самопроизвольной поверхностной конвекцией или рассмотренным ошибочным определением концентрации в начале процесса), а сложностью процесса массопередачи с химическими реакциями, когда ана- [c.66]

Ускорение массопередачи за счет поверхностной конвекции Р необходимо учитывать при подборе новых хемосорбентов. Протекание химической реакции оказывает существенное влияние на динамическое поверхностное натяжепие, т. е. на поверхностное натяжение, измеренное непосредственно при протекании химической реакции. [c.68]

Из экспериментальных работ, посвященных изучению влияния эффекта поверхностной конвекции на скорость массопередачи без химической реакции, необходимо отметить исследования [123, 125—128]. П. Бриан с сотр. [125] в пленочной колонне из разбавленных водных растворов десорбировали в азот вещества, понижающие поверхностное натяжение (метилхло-рид, этиловый эфир, триэтиламин, ацетон). Интенсивность нестабильности критерия Марангони оценивали трассерным методом в качестве инертного трассера использовали для жидкой фазы пропилен, для газовой фазы — воду. Результаты работы свидетельствуют о том, что по достижении критического значения числа Марангони коэффициент массоотдачи в жидкой фазе увеличивается, причем максимальное увеличение составляет 3,6 (по сравнению с десорбцией пропилена из воды). Это косвенно свидетельствует о существовании поверхностной конвекции в жидкой фазе. В газовой фазе коэффициент массоотдачи оставался постоянным. [c.98]

Химическая реакция, изменяя концентрации реагирующих веществ и температуру поверхности, влияет тем самым на величину поверхностного натяжения. Увеличивается вероятность возникновения флуктуаций состава и температуры на поверхности жидкости, поскольку в этом случае поверхность формируется из нескольких компонентов, число которых может заметно превышать число компонентов при физической массопередаче. Учитывая также высокую скорость протекания массообменных процессов с химической реакцией, следует ожидать при хемосорбции весьма специфичного проявления эффекта поверхностной конвекции по сравнению с физической массопередачей. Особенно это касается процессов массопередачи с необратимой химической реакцией. Как правило, такие процессы существенно неравновесны это позволяет высказать предположение о том, что отклонение подобных систем от равновесия во многих случаях превышает критическую величину. По Эбелингу [104] это является одним из необходимых условий для возникновения и развития упорядоченных конвективных структур вблизи границы раздела фаз. [c.99]

В последние годы для косвенного исследования интенсивности поверхностной конвекции все большее распространение получает предложенный в работах [140, 142] трассерный метод. Он особенно эффективен для исследований интенсивности поверхностной конвекции при массопередаче с химической реакцией. Суть метода заключается в том, что одновременно с хемо-сорбционным процессом десорбируют (абсорбируют) химически инертный газ (трассер). Метод позволяет косвенно по изменению физического коэффициента массоотдачи оценить интенсивность поверхностной конвекции, а также получить количественные зависимости о влиянии на нее различных факторов. В качестве газа-трассера обычно используют пропилен [125, 140], пары воды [125], гелий и ксенон [7, 8], аргон [151 —153]. Однако большие возможности предоставляет применение в качестве трассера оксида азота N2O [7, 8], что устраняет необходимость корректировки ж, но крайней мере, при моделировании исключительно широко распространенных процессов поглощения СО2 щелочными хемосорбентами. Возможность использования N2O в качестве аналога подобия СО2 объясняется близостью их физических характеристик и электронных структур, что видно из табл. 4.1. [c.106]

При значительном изменении параметров УИ и по высоте аппарата может потребоваться измерение при различном соотношении M/R-, число единиц переноса в х<ндкой фазе п, будучи зависимым от величины эффекта поверхностной конвекции, также становится неременным (как и коэффициент ускорения массопередачи) по высоте аппарата. В этом случае расчет массопередачи для контактного устройства, т. е. при переменных и и 7, заметно усложняется, и требуется дополнительное исследование, поскольку рекомендованный выше (см. гл. 5) метод расчета массообменных аппаратов с химической реакцией разработан для случая л = onst. [c.173]

На основании результатов исследований выявлено определяющее значение химической реакции в возникновении и интенсивности поверхностной конвекции и установлено интенсивное возрастание скорости массопередачи установлена закономерность механизма переноса в условиях развитой поверхностной конвекции, заключающаяся в доминирующей роли капиллярных сил и существенном снижении диффузионного торможения у границы раздела фаз установлена количественная связь между величиной продольного градиента поверхностного натяжения и ускорением массопередачи и обоснована методика подбора эффективных хемосорбеитов. [c.223]

Следовательно, приведенный логарифм должен быть линейной функцией времени. Экспериментально при массопередаче пропионовой кислоты (ПК) из четы-лсххлористого углерода в воду было найдено, что в начале процесса в некоторой области концентраций приведенный логарифм является нелинейной функцией времени. Авторы объясняют это увеличением коэффициента массопередачи в результате возникновения самопроизвольной поверхностной конвекции (СПК) — интенсивного движения жидкости, вызванного изменением поверхностного натяжения, неравномерного по всей поверхности раздела фаз, и выделения тепла при протекающей химической реакции. Это явление называют эффектом Марангони [44, 45]. При уменьшении концентрации пропионовой кислоты СПК, по мнению авторов, прекращается. В области СПК коэффициент массопередачи является переменной величиной, что приводит к нарушению линейной зависимости. Интегральную форму уравнения, полученного при постоянном коэффициенте распределения, нельзя использовать для описания процесса с переменным коэффициентом распределения, как это имеет место Для пропионовой кислоты [46]. Поэтому в работе [47] авторы использовали уравнение (1), графически определяя йС /сИ из зависимости Св от времени, и затем вычисляли коэффициент массопередачи. Они нашли, что коэффициент массопередачи в начале [c.34]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология