Механизм переноса вещества в капиллярах

Механизм переноса вещества в капиллярах [c.433]

С нашей точки зрения, испарение влаги из макрокапилляров в условиях нормального барометрического давления при ф = 1 объясняется особым механизмом переноса вещества в капиллярах при наличии испарения. Хотя наблюдаемым явлениям и не дано строгого теоретического обоснования, однако можно считать экспериментально установленным различное действие жидкой воды (гидротермическое воздействие) и ее насыщенного пара (гигротермическое воздействие) на капиллярнопористые тела. [c.51]

Закономерности массопередачи внутри пористого твердого-зерна значительно сложнее, чем при простой молекулярной диффузии. Внутренняя поверхность катализатора, образуемая стенками пор и капилляров, определяется их размерами и зависит от способа приготовления катализатора. В крупнопористых катализаторах с 1000 А возможна лишь молекулярная диффузия, описываемая законами Фика. В узких порах с 1000 А, т. е. сравнимых с длиной свободного пробега молекул, механизм переноса вещества существенно изменяется — возникает так называемое кнудсеновское течение, при котором скорость переноса вещества снижается из-за столкновений молекул со стенками пор. В этом случае коэффициент диффузии прямо пропорционален радиусу пор [c.185]

Термодинамически к последнему механизму переноса вещества (- = 0) можно отнести перенос жидкости внутри закрытой жидкостным мениском капиллярной поры, когда испарение жидкости происходит на одной стенке или на одном мениске поры, а конденсация пара на другой стенке. При этом необходимо, чтобы перепад температуры вдоль поры был ничтожно мал (конденсация и испарение происходят при одной температуре). Такой процесс переноса пара внутри поры-капилляра термодинамически равнозначен процессу переноса жидкости внутри тела (критерий равен нулю). [c.63]

Еще один элементарный механизм переноса массы вещества наблюдается при действии капиллярных сил. Если в объеме поры имеется конденсированная фаза, ограниченная с двух сторон менисками различной кривизны, то сила капиллярного давления, действующая на жидкость с двух сторон, не одинакова. Это обусловливает перемещение жидкости из более широких пор в узкие капилляры (рис. 1.13). Если некоторый объем пара ограничен менисками жидкости различной кривизны, то возникает разность давлений в паровой фазе, которая приводит к вязкому течению пара. [c.35]

Рассмотрим поле концентраций в капилляре, в котором происходит химическое взаимодействие реагента К с твердым веш,еством А на поверхности реакции Р (рис. 1.14) в условиях возникновения зоны перемешивания. При этом следует различать две области первая — глубиной /о, где перенос вещества определяется вынужденной конвекцией вследствие перемешивания, и вторая — глубиной 1 — 1 , где перенос вещества происходит при помощи механизма молекулярной диффузии. Такое разделение является условным, поскольку [c.48]

Перенос вещества в капиллярах происходит как по молекулярному, так и по конвективному механизмам. Специфика переноса вещества в капиллярах состоит в том, что относительный вклад [c.433]

Перенос жидкости. Поскольку капиллярные силы возникают лишь при наличии поверхности раздела жидкой и газовой фаз, условия переноса вещества в капиллярно-пористых телах, полностью и частично заполненных жидкостью, различны. При полном заполнении капилляров жидкостью перенос вещества осуществляется за счет массового движения, обусловленного разностью давлений на концах капилляра [уравнение (V. 64)], и молекулярной диффузии, происходящей за счет различия концентрации по длине капилляра. Относительный вклад переноса, обусловленного массовым движением, уменьшается с уменьшением радиуса капилляров, как это следует из уравнения (V. 64) При отсутствии массового движения жидкости перенос вещества в капиллярно-пористом теле происходит только по диффузионному механизму и скорость процесса определяется законами диффузии. В связи с тормозящим действием твердого скелета капиллярно-пористого тела коэффициенты диффузии оказываются значительно меньше значений для неограниченного объема жидкости. Вследствие кинетической неоднородности пор различного размера коэффициенты диффузии для тел, имеющих капилляры различных размеров, оказываются зависящими от содержания переносимого вещества в твердом теле. Поэтому для количественной оценки кинетики диффузионного переноса используются значения эффективных коэфс )ициентов диффузии, определяемые экспериментально. При этом необходимо, чтобы условия определения соответствовали условиям осуществления рассматриваемого процесса. В капиллярах, частично заполненных жидкостью, ее перемещение обусловливается действием капиллярных сил. [c.436]

Механизм и кинетика переноса вещества определяются капиллярной структурой твердого тела и условиями проведения процесса. Как было показано выше, движущая сила процесса зависит от направления относительного движения взаимодействующих фаз. Механизм и кинетика процесса зависят от структуры потока, обтекающего твердые частицы. Если частицы неподвижны относительно жидкости или обтекаются ламинарным потоком, то в капиллярах жидкость практически неподвижна и перенос вещества в твердом теле происходит по молекулярному механизму (путем молекулярной диффузии). При турбулентном обтекании частиц турбулентные пульсации могут проникать в поры и наряду с молекулярным механизмом переноса действует конвективный механизм. [c.453]

Основная причина деления капилляров на микро- и макрокапилляры обусловлена разными механизмами переноса газообразного вещества в этих капиллярах. В капиллярах, радиус которых меньше средней длины свободного пробега молекулы I, механизм переноса один, а в капиллярах с радиусами г I — иной (при нормальном барометрическом давлении I 10 см). [c.21]

Капиллярнопористые тела имеют поры различных размеров, поэтому перенос вещества и тепла в таких телах необходимо рассматривать с учетом величины радиуса капилляров. Молекулярный механизм переноса тепла и вещества в капиллярах тела зависит от отношения средней длины свободного пробега молекул [c.403]

К наиболее вероятным экстенсивным механизмам переноса жидкой фазы можно отнести капиллярный перенос под действием разности капиллярных давлений (потенциалов) и термокапиллярное течение. Перенос газов и паров может происходить по механизмам молекулярной (кнудсеновской), поверхностной и активированной (нормальной) диффузии. При этом пары в капиллярах субмикроскопических размеров конденсируются, что приводит к изменению фазового состояния низкомолекулярного вещества и осложнению процесса. В тупиковых порах происходит растворение сконденсировавшегося вещества в полимерном связующем стенок дефектов и дальнейший перенос через матрицу по механизму активированной диффузии. [c.34]

Таким образом, для интенсификации массообменных жидкофазных процессов (к которым можно отнести растворение, экстрагирование и выщелачивание) можно с успехом применять мощный ультразвук. Действие упругих колебаний как ультразвукового, так и звукового диапазонов в жидкой среде позволяет использовать эти колебания для интенсификации самых различных процессов (таких, как диспергирование, эмульгирование и деэмульгирование, образование суспензий, смешение, кристаллизация, полимеризация и деполимеризация, многие химические реакции и т. д.). Наложение звукового поля на процесс растворения различных кристаллических веществ позволяет увеличить скорость растворения в 3—20 раз по сравнению с начальным неинтенсивным растворением в результате естественной конвекции. При экстрагировании ультразвук может интенсифицировать процесс за счет увеличения в акустическом поле проницаемости некоторых пленок растительного или животного происхождения. В этих случаях процесс диффузионного переноса ускорялся примерно в два раза. Наконец, в крупнопористых материалах эффект звукового давления может изменить механизм диффузионного переноса, увеличив общую скорость процесса извлечения за счет интенсификации потоков в порах и капиллярах. [c.173]

Помимо массопередачи от ядра потока к внешней поверхности частицы, большую роль в процессах гетерогенного катализа играет перенос вещества в порах катализатора. Диффузия в широких порах описывается законом Фика (III. 1) с обычным коэффициентом молекулярной диффузии. Однако у большинства катализаторов поры преимущественно малого диаметра, внутри которых молекулярная диффузия перестает подчиняться закону Фика. Если диаметр поры меньше средней длины свободного пробега, молекулы чаще сталкиваются с ее стенками, чем между собой. В таком капилляре перенос вещества идет по механизму Кнудсена и коэффициент диффузии равен [c.116]

При давлениях, близких к атмосферному, длина свободного пробега молекулы Л равна в срзднем 10 см(Ю00 Й ) и на катализаторах с размером пор 10 см Ю см (10 - 100 8) перенос вещества осуществляется по механизму Кнудсена. Коэффициент диффузии в этой области не зависит от давления газовой смеси, а поток вещества через капилляр длиной I описывается уравнением [c.180]

Модель бидисперсной частицы может бьггь пред, ставлена в виде, показанном на рис. 16.2.2.7. От круц. ных пор (тупиковых либо сквозных) ответвляются мелкие капилляры, являющиеся основными носителями растворов целевых компонентов. Как правило, движение жидкости в капиллярах практически отсутствует, и перенос вещества происходит по молекулярно-диффузионному механизму. Однако при опреде-ленных амплитудах пульсаций внешнего давления в крупных порах может возникнуть колебательное движение жидкости за счет сжатия защемленного в ка-ииллярах газа [82, 83]. Таким образом, крупные пор1ц будут играть роль транспортных каналов, в которых перенос вещества преимущественно конвективный, благодаря чему возможно многократное ускорение процесса извлечения растворенного вещества из частицы в целом. [c.479]

Реальные капиллярно-пористые тела представляют собой тисперсные системы, пронизанные многочисленными капиллярами неправильной формы. Поэтому использовать какую-то одну модель для описания процессов переноса не всегда представляется возможным. Учитывая, что любой механизм переноса предполагает наличие градиента давления или концентрации, часто представляют перенос вещества через пористое тело одним обобщенным уравнением [c.280]

СКОМ макрокапилляра практически (с точностью до 1%) равно давлению насыщенного пара над свободной поверхностью жидкости. Давление насыщенного пара жидкости в микрокапиллярах зависит не только от температуры, но и от радиуса мениска жидкости. Согласно последним работам [Л. 102], эта зависимость не может быть отображена формулой Томсона. Основная причина деле-ния на макро- и мижроканилляры обусловлена. разными механизмами переноса газообразного вещества в этих капиллярах при обычных атмосферных давлениях. В капиллярах, радиус г которых меньше длины свободного пробега молекул газа /, перенос газообразного вещества происходит в виде эффузии (молекулярное течение), а в капиллярах с радиусами г 1 (макрока-пилляры) этот перенос происходит в оскс1ВНом диффузионным путем. При нормальном барометрическом давлении средняя длина свободного пробега молекулы примерно равна 10 см. [c.85]

Уменьшение транспорта вещества из объема раствора к поверхности электрода наблюдается и при торможении движений первого рода адсорбированным ПАОВ. Однако механизм их действия, по-видимому, сложнее. Помимо эффекта торможения, вызванного переносом ПАОВ вдоль поверхности, должен иметь место эффект снижения скорости движений из-за выравнивания вследствие адсорбции величин поверхностного натяжения в разных точках капельного электрода, имеющих разные значения потенциала, что вызвано различием в величинах токов. Эти различия в плотности тока на разных участках капли вызываются как неодинаковой радиальной скоростью движения разных участков поверхности капельного электрода, так и экранировкой верхней части капли срезом капилляра. Неоднородность в распределении тока вдоль поверхности электрода является причиной падения потенциала вдоль границы электрод/раствор и, следовательно, в отсутствие адсорбции ПАОВ вызывает появление значительных градиентов поверхностного натяжения и, как следствие, движений поверхности жидкого электрода первого рода. [c.146]

Размывание зоны в пространстве можно подавить путем фокусирования неподвижной фазой с применением капилляра или "бреши" (пробела) в удерживании (retention gap, RG) [25, 26]. Пустой капилляр — это определенный начальный участок колонки, который не нанесена неподвижная фаза. В этой части колонки значения к всех анализируемых веществ будут близки к нулю. При испарении растворителя все вещества, распределенные по смоченной растворителем зоне, переносятся на неподвижную фазу где происходит их удерживание. Па рис. 3-22 приведена схема, иллюстрирующая механизм RG. Па практике "пустой" участок колонки получают, смывая неподвижную фазу или подсоединяя к аналитической колонке отрезок деактивированного кварцевого капилляра. [c.46]

Главная функция почек заключается в образовании мочи, которое происходит в функциональных единицах почек — нефронах. Из крови в капсулу клубочка не-фрона фильтруется вода и все другие низкомолекулярные вещества плазмы движущей силой этой фильтрации является разность гидростатического давления в капиллярах клубочка и в полости капсулы клубочка. Таким образом, фильтрат капсулы клубочка (первичная моча) по составу и концентрации низкомолекулярных веществ не отличается от плазмы крови. Обратное всасывание компонентов первичной мочи в кровь, которое происходит в канальцах нефрона, имеет избирательный характер. Избирательность определяется наличием специфических транспортных белков при этом многие вещества всасываются против градиента концентрации, т. е. путем активного транспорта. Основной движущей силой этого переноса служит градиент концентраций ионов Ка и К , создаваемый Na,K-ATФaзoй, а вместе с этими ионами по механизмам симпорта или антипорта перемещаются и другие вещества. Таким путем в канальцах почек образуется окончательная моча, отличающаяся от плазмы крови по концентрации растворенных веществ (табл. 14.2). [c.389]