Диффузионный перенос вещества

Осмотическое давление обусловлено понижением химического потенциала растворителя в присутствии растворенного вещества. Тенденция системы выравнять химические потенциалы во всех частях своего объема и перейти в состояние с более низким уровнем свободной энергии вызывает осмотический (диффузионный) перенос вещества. Осмотическое давление в идеальных и предельно разбавленных растворах не зависит от природы растворителя и растворенных веществ. При постоянной температуре оно определяется только числом кинетических элементов —ионов, молекул, ассоциатов или коллоидных частиц в единице объема раствора. [c.98]

Диффузионный перенос вещества из одной фазы в другую происходит через поверхность раздела, образующуюся в месте соприкосновения обеих фаз. Считается, что по ту и другую стороны поверхности раздела образуются тонкие пограничные диффузионные слои, в которых наблюдается резкое изменение концентрации. Движение жидкости внутри пограничного слоя носит ламинарный характер, причем скорость движения возрастает линейно с увеличением расстояния от поверхности раздела. В массе газа или жидкости движение носит турбулентный характер. Здесь преобладает более быстрый процесс конвективной диффузии, что приводит к выравниванию концентраций в направлении, поперечном к иоверхности раздела фаз. Таким образом, в разных зонах той или другой фазы действуют различные механизмы переноса в зависимости от гидродинамических условий. [c.262]

Общее уравнение для расчета диффузионного переноса вещества в смеси двух газов имеет вид [c.262]

Рассмотрим кинетику гетерогенного процесса, в котором диффузионный перенос вещества через поверхность раздела фаз сопровождается химической реакцией. При этом будем пользоваться методом, предложенным Д. А. Франк-Каменецким. Пусть диффу- [c.383]

III. 2. Диффузионный перенос вещества в зернистом слое Коэффициенты диффузии и дисперсии [c.84]

Обшая скорость гетерогенного каталитического процесса определяется относительными скоростями отдельных стадий и может лимитироваться наиболее медленной из них. Иногда скорость всего процесса определяют химические превращения на поверхности катализатора, а иногда диффузионные переносы веществ [25]. Говоря [c.28]

Диффузионный перенос вещества в направлении градиента химического потенциала может происходить и через жидкую фазу, если она имеется в виде хотя бы тонких прослоек. В этом случае деформация твердого тела сводится к его растворению в напряженных участках и переотложению в ненапряженных. Скорость относительной деформации участка длиной I может быть выражена в виде [c.90]

В общем случае коэффициенты массоотдачи являются функцией двух групп факторов. Во-первых, они зависят от факторов, определяющих диффузионный перенос вещества к границе раздела фаз, и, во-вторых, от гидродинамического состояния межфазной поверхности. Очевидно, гидродинамические факторы будут оказывать влияние, аналогичное влиянию в бинарных системах, однако в многокомпонентных смесях диффузия имеет ряд специфических особенностей [64—661. Правда, в работах [67, 681 обращается внимание на различие в оценке глубины проницания (толщины пленки) по теории проницания для бинарной и многокомпонентной систем. В последнем случае речь идет уже о матрице глубин проницания, физический смысл которой в общем случае (при наличии перекрестных эффектов в матрице коэффициентов диффузии) не интерпретируется. Отмечено также [681, что КПД зависит от поверхностного натяжения компонентов. [c.345]

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]

Так как даже при отсутствии защитных пленок скорость атмосферной коррозии является в первом приближении линейной функцией концентрации примесей в воздухе, существование этой зависимости можно допустить и в случае изолированного металла. Следовательно, при известных условиях скорость растворения металла под полимерной пленкой может лимитироваться диффузионным переносом веществ, способных образовывать электролиты. [c.41]

Размер кристаллов. Более крупные кристаллы получаются при медленном их росте и наибольших степенях пересыщения раствора. Существенное влияние на размер кристаллов оказывает перемешивание раствора. С одной стороны, интенсивное движение раствора облегчает диффузионный перенос вещества к граням кристаллов, способствуя их росту, с другой стороны, вызывает образование зародышей, т. е. накопление мелких кристаллов. Таким образом, перемешивание раствора порождает два противоположных явления. Нахождение оптимальной скорости движения раствора, определяющей желаемое соотношение между производительностью кристаллизатора и требуемыми размерами кристаллов, является одной из важнейших задач рациональной организации процесса массовой кристаллизации. Для ряда кристаллизуемых веществ эти соотношения найдены экспериментально. [c.636]

В условиях очень больших скоростей реакции недостаточная скорость диффузионного переноса вещества внутри зерен пористого катализатора приводит к изменению концентрации реагирующих веществ и продуктов реакции у активных центров катализатора. В этих условиях найденная кинетика не будет соответствовать истинной кинетике каталитической реакции отличными от истинных будут найденные значения энергии активации и констаиты скорости реакции [1, 12]. [c.323]

В известном смысле образование фазовых контактов можно рассматривать как результат частичной коалесценции твердых частиц из-за увеличения площади непосредственного контакта между ними с переходом от точечного соприкосновения к когезионному взаимодействию на значительной (по сравнению с атомными размерами) площади. Такой переход в некоторых случаях может осуществляться постепенно, например, вследствие диффузионного переноса вещества в контактную зону при спекании. Однако, как показывают непосредственные экспериментальные наблюдения, этот переход чаще происходит скачкообразно. [c.318]

Нарушение устойчивости в результате процессов коагуляции, коалесценции и диффузионного переноса вещества ведет к изменению строения и свойств дисперсных систем. Существенно отметить, что коагуляция и срастание частиц придают дисперсной системе качественно новые, структурно-механические (реологические) свойства, в частности прочность и тем самым способ- [c.8]

В системах, в которых концентрация вещества в новой фазе много выше, чем в исходной (при конденсации из пара или из раствора), рост частицы приводит к обеднению окружающей частицу области маточной фазы конденсирующимся веществом. При этом рост частицы оказывается лимитированным диффузионным переносом вещества из объема маточной фазы к поверхности частиц. Скорость роста определяется в этом случае в основном именно скоростью диффузии вещества, а также скоростью процессов присоединения (пристраивания) молекул к поверхности частицы. [c.159]

Рассмотрим кинетику гетерогенного процесса, в котором диффузионный перенос вещества через поверхность раздела фаз сопровождается химической реакцией. При этом будем пользоваться методом, предложенным Д. А. Франк-Каменецким. Пусть диффузия происходит из фазы I в фазу II, в которой протекает химическая реакция и концентрация вещества в объеме фазы I и на границе фаз [c.496]

О (е) , где существенны как радиальный, так и тангенциальный конвективный и диффузионный переносы вещества. Ясно, что в области следует ввести растянутые координаты Y = Е у, (первая из них уже была использована выше при записи условия (3.10)). Тогда главный член разложения функции тока (1.2) по параметру е примет вид [c.32]

В. М. Эльтерманом [12] были выведены формулы, позволяющие определить количество вредных веществ, проникающих из оборудования навстречу потоку воздуха вследствие турбулентного или диффузионного переноса вещества. Для такого расчета должны быть известны площадь отверстий в корпусах оборудования F, скорость входящего через отверстия воздуха у, длина канала а, на которой воздух движется со скоростью и, коэффициент обмена (при турбулентном переносе — А, при молекулярной диффузии D), а также концентрации внутри оборудования Со и на его наружной поверхности Са. [c.48]

Для газов и паров v > и значение критерия Прандтля близко к единице. Это означает, что для таких сред должно существовать подобие между процессами переноса количества движения и диффузионным переносом вещества. В тех зонах потока, где основную роль играет молекулярное трение, преобладает перенос целевого компонента за счет молекулярной диффузии. Области инерционного течения газов соответствует преимущественный конвективный перенос вещества. [c.21]

При анализе массовой кристаллизации кинетические характеристики процесса — скорость роста линейного размера кристаллов к и скорость образования зародышей / — полагаются известными как некоторые функциональные зависимости от определяющих параметров. Так, скорость роста в общем случае считается зависящей от пересыщения раствора и размера кристалла dr/dx = Я(со, г), а скорость образования зародышей — от пересыщения раствора /(ш). Обычно зависимость X от а обусловливается скоростью процесса собственно кристаллизации на гранях кристалла, а зависимость скорости роста от размера кристалла следует из характера сопротивления диффузионному переносу вещества от раствора к поверхности. Интенсивность перемешивания раствора и некоторые другие факторы, влияющие на кинетику образования и роста кристаллов, считаются неизменными. [c.141]

Формирование дисперсной структуры никелевого катализатора на поверхности носителя. Для высокотемпературных катализаторов конверсии углеводородов характерны малая удельная поверхность носителей и соответственно высокая поверхностная концентрация активного компонента. С этим связана специфика условий формирования дисперсной структуры нанесенного активного компонента катализаторов данного типа. Сущность того влияния, которое оказывает высокотемпературный носитель на распределение активного металла на его поверхности, не выяснена. Анализ данного вопроса с учетом литературных данных (В. А. Дзисько с сотр.) показывает, что дисперсная структура нанесенного никеля определяется условиями процесса твердофазного спекания первичных зародышей металлической фазы, образующихся в процессе восстановления закиси никеля. Спекание нанесенного металла и формирование его дисперсной структуры определяются возможностями диффузионного переноса вещества. Нанесенный металл распределяется на поверхности носителя в виде кристаллов, изолированных друг от друга, что тормозит диффузионный перенос и препятствует агрегированию активного компонента катализатора. [c.96]

Например, в случае, когда процесс лимитируется диффузионным переносом вещества в порах, характерная длина диффу- [c.41]

Приведенные уравнения соответствуют диффузионному переносу вещества, который обычно наблюдается в аппаратах для иодидного рафинирования. Более строгие уравнения должны учитывать также так называемый стефановский поток, т. е. конвективный поток, возникающий в случае, когда гетерогенная реакция сопровождается изменением объема. Такие уравнения приводятся в специальной литературе. [c.316]

Молекулярная масса в ультрацентрифуге может быть определена не только по скорости седиментации, но также путём исследования распределения концентраций после установления равновесия между оседанием частиц и обратным процессом диффузии (седиментацион-ное равновесие). Если при первом методе роль диффузионных процессов сравнительно невелика, то при седиментационном равновесии благодаря применению сравнительно слабых центробежных полей скорости седиментации и диффузионного переноса вещества близки. При равновесии эти скорости становятся равными, и перенос растворенного полимера прекращается. [c.543]

Как уже упоминалось (см. введение), технологический оператор физико-химической системы, как правило, представляет суперпозицию (наложение) элементарных т хнологических операторов химического превращения, диффузионного переноса вещества и тепла, межфазного тепло- и массопереноса, механического пере-меншвания, изменения агрегатного состояния вещества (испарения, конденсации, растворения), дробления и коалесценции и т. д. Каждый элементарный технологический оператор по существу является элементарным процессом, подчиняющимся определенным физико-химическим закономерностям с соответствующим математическим описанием. В рамках этого описания элежнтарному технологическому оператору соответствует его элементарный функциональный оператор. [c.199]

Среднее значение активности а для растворов электролитов можно рассчитать по величине ЭДС электрохимической цепи при исключении диффузионного переноса вещества между по-луэлементами. Для замера ЭДС электрохимической цепи составляют обратимую для обеих полуэлементов цепь, причем в одном полуэлементе проходит реакция восстановления катиона, а другом — выделение аниона. Примером такой цепи может служить хлорсеребряный элемент [c.245]

Диффузионный перенос вещества в пределах одной фазы от основной массы (ядра потока) к границе раздела фаз или от последней к основной массе фазы принято называть массоот-дачей. [c.300]

В фазовых контактах сцепление частиц обусловлено близкодействующими силами и осуществляется по крайней мере 10-... 10 межатомными связями вследствие увеличения площади контакта по сравнению с атомным [174]. В зависимости от дисперсности и средней прочности отдельного контакта прочность структуры составляет 10. .. 10 Н/м и более. Образование фазовых контактов можно рассматривать как процесс частичной коалесценции [174] твердых частиц из-за увеличения площади непосредственного контакта между ними с переходом от "трчечного" соприкосновения к когезионному взаимодействию на значитеяы ой площади. Такой переход может осуществляться постепенно, например вследствие диффузионного переноса вещества в контактную зону при спекании. Чаще он происходит скачкообразно, как правило, в тех случаях, кс гда возникновение фазового контакта связано с необходимостью преодоле1 ия энергетического барьера, определяемого работой образования устойчивого в данных условиях зародыша - контакта - первичного мостика между частицами. Возникновение и развитие его могут быть результатом совместной пластической деформации частиц в местах их соприкосновения под действием механических напряжений, превышающих предел текучести материала частиц. Зародыш-контакт может образоваться и при вьщелении вещества новой фазы из ме-тастабильных растворов в контактной зоне между кристалликами - новообразованиями срастание кристалликов ведет при этом к формированию высокодисперсных поликристаллических агрегатов [174,193]. [c.106]

При движении газа в каналах с орошаемыми стенками переход от ламинарного движения газа к турбулентному происходит так же, как и в трубах при Rep 2300. Однако резкого изменения скорости массопереноса при этих числах R r не наблюдается. При ламинарном режиме течения соотношения для расчета коэффициента массоотдачи в газовой фазе Рг можно найти, решая задачу массообмена газового потока с неподвижной стенкой путем интегрирования уравнения конвективной диффузии (5.2.2.1). Предполагается, что движение газа стационарно и прямолинейно и продольным диффузионным переносом вещества можно пренебречь по сравнешио с конвективным. В этом случае [c.292]

Позже В. Нернстом была выдвинута теория, согласно которой скорость процесса на границе фаз (собственно растворение) значительно превосходит скорость диффузионного переноса вещества в объем раствора. Поэтому на границе фаз образуется насыщенный раствор и суммарная скорость процесса определяется молекулярной диффузией через слой раствора, прилегающий к поверхности твердого тела, в котором концентрация падает от Сн до Со- Концентрация в объеме раствора Со поддерживается однородной благодаря хорошему перемешиванию. Сопоставление уравнения (ХУП1.31) с уравнением Фика показывает, что к = = О/Д, где Д — путь диффузии. Таким образом, уравнение (ХУПГ.З ) может [c.376]

Различие между величинами E и E q в рассмотренном примере вызвано o paничeниeм диффузионного переноса веществ Oxi, и т. д. к электроду и веществ Redi и т. д. в глубь раствора. Соответственно вводится понятие о перенапряжении диффузии, т. е. поляризации электрода, обусловленной задержкой диффузио1Шого процессса (рис. 93). Перенапряжение диффузии может возникать по описанному механизму и при анодной поляризации, когда процесс (7.6) протекает в направлении справа налево. Вещества, находящиеся в окисленном состоянии [c.159]

Рассмотрим -ее подробнее. При переходе в раствор ионы металла гидратируются, и освобождающаяся энергия гидратации является движущей силой данного процесса. При переходе каждого иона металла в раствор определенное количество электронов остается в металле. Они перетекают по металлу к катодным участкам, потенциал которых более положителен. Там происходит их связывание частицей окислителя, которая при рассмотрении коррозионных процессов называется катодным деполяризатором О. Схема, приведенная на рис. 136, подчеркивает пространственное разделение мест, где протекает коррозия (анодных участков), и участков, на который происходит ассимиляция притекающих электронов. В растворе электролита наблюдается перемещение электрически заряженных частиц — ионов, движущихся к катоду и аноду под влиянием электростатического притяжения (миграция) и вследствие разности, концентраций (диффузия). Явление диффузионного переноса вещества играет особо существенную роль в развитии коррозионного процесса, когда реакция на катоде протекает при участии электронейтральных молекул кислорода. Так как в результате электрохимического восстановления кислорода на катоде происходит образование ионов гидроксила, согласно реакции Оа + + 2Н2О + 4е 40Н , раствор возле катодных участков защелачи-вается. Ионы гидроксила перемещаются по направлению к анодным участкам и, встречая на этом пути катионы металла, образуют осадок нерастворимой гидроокиси — вторичного продукта коррозионного процесса. [c.248]

Для высокоустойчивых дисперсных сггстем, в которых процессы агрегирования частиц дисперсной фазы и последующей коалесценции идут с очень малыми скоростями, и особенно при значительной растворимости вещества дисперсной фазы в дисперсионной среде, падение дисперсности, т, е. разрушение системы, может быть обусловлено диффузионным переносом вещества дисперсной фазы от малых частиц к более крупным. Эти процессы широко распространены в природе, а также используются в ряде областей техники они могут протекать в самых различных дисперсных системах лиозолях, суспензиях, эмульсиях, пенах, аэрозолях, системах с твердой дисперсионной средой, в том числе сплавах и горных породах. Закономерности процессов изотермической перегонки в различных системах близки, что обусловлено одинаковым характером движущих сил процессов — наличием градиентов химических потенциалов, связанных с различием кривизны поверхности частиц разного размера, — и механизма их протекания — диффузионного переноса вещества дисперсной фазы. [c.267]

Уравнение конеектиено-диффузионного переноса вещества в однофазном потоке [c.268]

Чрезвычайно высокая вязкость дисперсионной среды приводит к тому, что процесс собирательной рекристаллизации, связанный с диффузионным переносом вещества включений через твердую среду, является основным и обычно единственным механизмом изменения ди J персности фаз в подобных системах, причем из-за низких значений коэффициентов диффузии компонентов изменение дисперсности протекает с очень малыми скоростями заметная скорость этих процессов достигается лишь при достаточно высоких температурах. [c.305]

В диффугионном пограничном слое с исключенной областью передней критической точки с1 Ь / — 1 < О (е), О (е) < 0, я — в О (е) в уравнении (1.1) можно пренебречь тангенциальным диффузионным переносом вещества по сравнению с диффузией в радиальном напраплении. [c.81]

В основе расчета диффузионного переноса вещества в пределах фазы лежит закон Фика (10.2). Для его практического использования необходимо располагать коэффищ1ентами диффузии D , способы их определения и значения для различных рабочих тел приведены в литературе — в монографиях по термодинамике, справочниках, приложениях к техническим изданиям. [c.772]

Перемешивание раствора интенсифицирует диффузию кристаллизующегося вещества к поверхности кристалла и ускоряет его рост. Это, однако, справедливо до тех пор, пока в результате перемешивания удаление блоков с поверхности кристалла не превышает эффекта ускоренного диффузионного переноса вещества при чрезмерной интенсивности перемешивания скорость роста кристаллов падает. Перемешивание раствора способствует равномерному притоку кристаллизующегося вещества ко всем граням кристалла, обеспечивая его правильную форму. Следует, однако, иметь в виду, что с увеличением интенсивности перемеишвани я уменьшается размер кристаллов как за счет нх механического [c.688]