Влияние давления на диффузию в газах

Приведенные уравнения позволяют проанализировать влияние внешних факторов (давления и температуры) на диффузию. В частности, повышение температуры приводит к увеличению коэффициента дифс )узии как газов, так и жидкостей. Увеличение давления в системе уменьшает скорость диффузии в газах, а повышение вязкости жидкости снижает скорость диффузии газа в жидкости. [c.26]

Испарение через мембрану. Это процесс разделения жидких смесей, основанный на различной скорости переноса компонентов смеси через полупроницаемую мембрану вследствие различных значений их коэффициентов диффузии. Из исходного раствора через мембрану в токе инертного газа или путем вакуумирования (рис. 24-8) отводятся пары, которые затем концентрируются в конденсаторе. При разделении происходят растворение вещества в материале мембраны (сорбция), диффузия его через мембрану и десорбция в паровую фазу с другой стороны мембраны. Процесс переноса вещества через мембрану описывается законом Фика [уравнение (24.5)]. Состав паров зависит от температуры процесса (влияние давления на его характеристики незначительно), материала мембраны, состава разделяемой смеси и др. Для увеличения скорости процесса раствор нагревают до 30-60 °С, а в паровой зоне создают разрежение. [c.333]

Ранее уже отмечалось, что растворимость и диффузия газов во многом определяются долей свободного объема и подвижностью структурных элементов матрицы мембраны. На основе безактивационной модели диффузии и теории свободного объема получены общие соотношения для анализа влияния давления на коэффициенты диффузии в растворах полимеров [см. уравнения (3.25), (3.31), (3.44), (3.46)]. [c.94]

Влияние концентрационной диффузии и фильтрационного переноса на селективность процесса разделения газовых смесей в пористых мембранах исследовалось в работе [20]. На рис. 2.8 приведены результаты расчетов фактора разделения ац, как функции отношения давлений в дренажном и напорном каналах, для смесей N2 и СО2 при различных значениях эффективного радиуса пор, среднего давления газа в мембране и температуры процесса. Видно, что селективность процесса максимальна при малых размерах пор и низком среднем давлении в мембранах, т. е. в условиях, исключающих концентрационную диффузию и фильтрационный перенос и соответствующих свободномолекулярному течению газа в порах мембраны [c.66]

Подведем итог сказанному о влиянии давления на проницаемость полимерных мембран и сопоставим с результатами эксперимента. Можно утверждать, что коэффициент проницаемости не зависит от давления при следующих допущениях в матрице мембраны исключены любые виды деформации структуры под воздействием внешнего давления растворимость газов строго следует линейному закону, что соответствует независимости константы Генри и коэффициента летучести от давления коэффициент диффузии не зависит от концентрации растворенного вещества в полимере. [c.99]

Скорость диффузии реагентов в защитных пленках зависит от концентрации в них дефектов. Влияние давления окислительного газа на концентрацию дефектов также сказывается на скорости диффузии реагентов. [c.130]

Влияние давления. Увеличение давления при постоянстве других факторов способствует переходу гетерогенного процесса в диффузионную область, а уменьшение — в кинетическую. Это подтверждается уравнением (У,24), которое показывает, что коэффициент диффузии в газовой фазе обратно пропорционален давлению. С другой стороны, согласно уравнениям Фрейндлиха (IV, 1) и Ленгмюра (IV, 15), при увеличении давления увеличивается поверхностная концентрация адсорбированных газов, поэтому повышается скорость реакции на поверхности раздела фаз. Поскольку изменение давления изменяет константы скоростей диффузионных и кинетических стадий в противоположных направлениях, увеличение давления, вызываюш,ее уменьшение и увеличение Кк, переводит процесс в диффузионную область. [c.206]

Введение добавок неона в реакционную систему показало зависимость отношения констант скорости рекомбинации и диспропорционирования от давления инертного газа. Изучение этого влияния в широких пределах вместе с тем выявило, что отношение констант зависит от числа тройных столкновений, скорости диффузии радикалов к стенкам реакционного сосуда и избытка энергии, сохраняемой радикалами от начальной фотодиссоциации. При учете действия указанных факторов достигается согласие результатов, полученных для различных способов образования радикалов, и предполагается, что они являются ответственными за разброс значений величины отношения констант в прежних работах. [c.227]

При низких давлениях и малом диаметре пор средняя длина свободного пробега молекул превышает диаметр пор и молекула чаще ударяется о стенки пор, чем сталкивается с другими молекулами газа. При ударах о стенки пор молекулы диффузно отражаются. Многие катализаторы, применяемые в промышленности, в том числе алюмосиликатные катализаторы крекинга, имеют поры диаметром менее 10 нм. Для реакций при атмос-сферном давлении на таких катализаторах можно ожидать влияния кнудсеновской диффузии на скорость процесса. Массоперенос путем кнудсеновской диффузии описывается уравнением (5.6) с использованием коэффициента кнудсеновской диффузии Ок. [c.70]

В слое пены протекают различные процессы, определяющие ее свойства, в том числе устойчивость утонение прослоек х<ид-кости вследствие ее стекания диффузия газа из мелких пузырьков в крупные под влиянием разности давлений испарение растворителя, сопровождающееся упрочнением жидкостных прослоек, и др. [c.105]

В химических процессах очень часто приходится иметь дело с явлениями, где одновременно в одной и той же системе протекают процессы диффузии нескольких веществ и переноса тепла. Это означает, что в каждой точке пространства, в каждый момент времени сосуществуют градиенты концентраций нескольких веществ и градиент температуры. До сих пор мы принимали, что диффузионный поток каждого вещества зависит только от градиента его собственной концентрации (или парциального давления),а тепловой поток — только от градиента температуры. Такой метод рассмотрения мы будем называть приближением независимой диффузии. Пользуясь им, мы пренебрегали взаимным влиянием процессов диффузии различных веществ, а также процессов диффузии и теплопроводности. Приближение независимой диффузии достаточно близко к действительности для смесей, разбавленных растворителем в случае жидкостей или не диффундирующими в данных условиях газами — в случае газовых сред. Чем меньше концентрация диффундирующих веществ в растворе или в газовой смеси, тем более точным становится приближенный метод описания процессов переноса, которым мы пользовались в предыдущих главах. [c.169]

Влияние давления на диффузию газов в порах, очевидно, зависит от относительной роли кнудсеновской и молекулярной диффузии. Характер влияния давления на диффузионный поток показан на рис. 1-6. Приведенная здесь кривая рассчитана по приближенному уравнению (1.38) для пористого диска, с разных сторон которого находятся чистые этилен и водород. [c.52]

Расчет пригоден для случая диффузии пары газов с близкими значениями постоянной а. По Риду и Шервуду [20], уравнение (Х1-40) лишь приближенно отображает влияние давления на величину коэффициента диффузии, причем возможны весьма значительные отклонения расчетных значений от экспериментальных. Хорошим подтверждением этого положения мол<ет служить диаграмма [c.466]

Рис. Х1-2. Влияние давления на коэффициент диффузии газа.

Диффузия и газовыделение. Влияние уизлучения на диффузию газов сквозь полимеры исследовалось манометрическим методом [66, 67]. Установка (рис. 21) состояла из трех основных узлов диффузионной ячейки, в которой между двумя фланцами с уплотнительным кольцом из свинца была зажата испытуемая пленка передвижного вакуум-поста манометра для дистанционного измерения давления. При изменении давления [c.45]

На коррозию углеродистой стали влияет также давление воды. Увеличение давления не оказывает влияния на анодный процесс, но ускоряет катодный процесс практически при всех температурах. Максимальная скорость катодного восстановления кислорода наблюдается при 15 МПа. Изменение плотности катодного тока объясняется явлениями переноса в электролите—морской воде. По мнению авторов [6], электропроводность морской воды и коэффициент диффузии газа повышаются с давлением. В продуктах коррозии в начальные периоды коррозионного процесса находят гидроксиды Fe + и Fe + (гексагональная модификация) в соотношении 1 1 при последующем окислении растворенным кислородом образуется только РегОз-иНгО. [c.19]

Отличие влияния давления на размывание в капиллярной хроматографии от такового в газо-жидкостной заключается в большей роли в первом случае внешней диффузии. Поэтому при увеличении давления ио крайней мере для хорошо адсорбирующихся веществ высота тарелки должна возрастать. Для плохо адсорбирующихся веществ высота тарелки не зависит от давления (внутренняя диффузия). При малых скоростях в обоих случаях из-за превалирующего влияния продольной диффузии высота тарелки уменьшается с давлением. [c.125]

Когда Ф гораздо меньше единицы, диффузионные ограничения отсутствуют, однако это верно только для простейшего случая необратимых реакций первого порядка и не имеет общего обоснования. Этим критерием следует пользоваться осторожно, потому что многие реакции в ограниченном интервале условий подобны реакциям первого порядка или кинетические выражения искусственно подгоняются к модели первого порядка. Более точные и неизбежно более сложные критерии включают такую подробную кинетическую информацию, которая редко бывает доступна и обычно сомнительна. Некоторые из этих критериев, в том числе связанные с тепловыми эффектами, рассмотрены в обзоре [11]. Практическое испытание промышленных катализаторов в лаборатории для изучения диффузии в порах можно проводить с гранулами обычного размера и с частицами, полученными при их дроблении. Если реакция лимитируется диффузией, то скорость будет обратно пропорциональна размеру частиц. Для испытания гранул промышленного катализатора без их дробления нужно изучить влияние на скорость реакции парциального давления инертного газа при постоянном парциальном давлении реагентов и продуктов [7, 17]. [c.57]

Большое влияние на достоверность и повторяемость результатов оказывает время, необходимое для достижения равновесия. Как показывают экспериментальные данные, при давлении 10 мм рт. ст. и ниже время достижения равновесия может достигать нескольких суток и более. Наибольшую скорость уменьшения давления наблюдают в течение первых 2—3 ч после поглощения порции газа в условиях постоянного натекания, и в дальнейшем постоянная времени установления равновесия / =6 8 ч для угля СКТ. Однако изотерма 46, полученная через сутки после впуска порции газа, заметно отличается от равновесной изотермы 4а, полученная в области давлений ниже Ю мм рт. ст. Для проверки истинности равновесия для изотермы 46 адсорбент размораживали, а затем медленно охлаждали, в результате чего резко ускорялись процессы диффузии газа в адсорбенте и выравнивания концентрации адсорбата по сечению зерна. В области давлений выше 10 5 мм рт. ст. ультратонкие поры, по-видимому, оказываются заполненными адсорбатом, и равновесие достигается в течение нескольких часов. [c.70]

Если процесс протекает при субатмосферных давлениях, на его скорость сильное влияние оказывает диффузия исходных и конечных газовых продуктов через граничный газовый слой (диффузионный контроль). Поэтому скорость такого процесса увеличивается при увеличении скорости газового потока или снижении давления газа и в большей степени определяется скоростями поверхностных процессов. Например, кинетический контроль процесса окисления вольфрама при Т > 2000 °С наступает при Ро, = 13. .. 130 Па. [c.405]

Наибольшее влияние на изменения пределов воспламенения оказывают примеси инертных газов и паров, температура и давление смеси, диффузия газов, размер сосуда, в котором происходит воспламенение, и мощность импульса. Например, добавление в смесь азота или двуокиси углерода значительно понижает ее способность к воспламенению, сужая диапазон воспламенения. [c.241]

Рассмотрим физику обсуждаемой задачи. Пусть давление газа будет мало и раствор его в материале перегородки будет разбавленным. Тогда, согласно закону Генри, с — тр где с — концентрация растворенного вещества, р — давление. Из этого уравнения непосредственно следует, что величины с иа противоположных сторонах перегородки будут разными. Если растворимость растет с температурой (Qpa TB<0), то растворимость в более нагретой стороне перегородки будет больше и по перегородке начнется диффузия газа от горячей стороны перегородки к холодной. Это будет приводить к повышению давления в холодной половине сосуда и уменьшению его в горячей. Так будет возникать перепад давления Ар. Процесс перехода вещества прекратится, когда влияние Ар на растворимость компенсирует влияние ДГ н величина с станет одинаковой иа обеих сторонах перегородки. [c.536]

ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ В ГАЗАХ [c.481]

Наглядно представить образование в суспензии такого градиента концентрации довольно трудно, благодаря влиянию молекул растворителя. Явление зто можно сравнить с поведением смеси двух газов при постоянных температуре и давлении, ио с градиентом концентрации того и другого компонента. Рассмотрим плоскость, проведенную через такую газовую смесь перпендикулярно направлению градиента концентрации. Предположим, что концентрация компонента А выше в левой части плоскости и ниже в правой распределение компонента В должно быть обратное. В единицу времени в левой части плоскости должно приходить в столкновение большее число молекул А, чем в правой для молекул В справедливо обратное. Следовательно, больше молекул А будет проходить через плоскость слева направо и подобным же образом больше молекул й будет двигаться справа налево. В результате наступит уравнивание концентраций двух компонентов. Этот процесс представляет собой диффузию газов. Если теперь перейти к жидкой суспензии, в которой существует подобный же градиент концентрации взвешенных частичек, то ясно, что можно повторить предыдущее рассуждени , приложив его к движению твердых частичек и молекул растворителя через плоскость, проведенную под прямым углом к градиенту концентрации. Однако общее число частичек в единице объема не остается постоянным, и рассуждение соответственно следует изменить. Ясно, что число молекул растворителя, пересекающих плоскость в направлении от места с высокой концентрацией взвешенных частичек, будет меньше, чем в обратном направлении из-за присутствия частичек, преграждающих путь. [c.111]

Обычно первый предел разветвленной цепной реакции сдвигается в сторону более низких давлений с уменьшением отношения поверхности к объему или при добавлении инертного газа (например, N2 или Аг). Влияние добавоЬ инертных газов характерно для цепного механизма потому, что эти добавки затрудняют диффузию активных центров к стенкам сосуда (при низких давлениях) п могут участвовать в качестве третьих частиц в процессах рекомбинации при повышенных давлениях. [c.383]

Многие катализаторы, применяемые в иртмышленности, в том числе алюмосиликатные катализаторы крекинга, имеют поры диаметром менее 14 нм. Для реакции при атмосферном давлении на таких катализаторах можно ожидать влияния кнудсеновской диффузии на скорость процесса. В соответствии с кинетической теорией газа коэффициент кнудсеновской диффузии равен [c.680]

При повышении давления в реакционном объеме увеличивается плотность и уменьшается линейная скорость реагирующего газа. Поэтому при постоянном реакционном объеме увеличивается продолжительность контакта газов с топливом, что приводит к сокращению потребной длины реакционной зоны и увеличению производительности реактора. Увеличение давления приводит к уменьшению коэффициетгга молекулярной диффузии. Однако повышение температуры реагпрования в связи с увеличением производительности аппарата значительно компенсирует отрицательное влияние коэффициента диффузии на yjjMapnyio коп-станту скорости реагирования. [c.208]

Францини [29] рассматривал отклонение от пропорциональности между диффузией и давлением как результат влияния величины порога адсорбции или давления испарения, устанавливающегося при диффузии водорода через палладий. Он полагал, что молекулы адсорбционного слоя на металлической поверхности, удерживаемые электростатическими силами, вызывали возмущение электронов в поверхностных атомах, что влияло на диффузию через рещетку металла. Так как поверхностный слой находится в равновесии с газовой фазой, то те факторы, которые влияют на него, влияют также на диффузию газа. Опыты Францини показали, что, в то время как Н адсорбируется легче, чем на палладии Н диффундирует быстрее, чем Н . [c.134]

Рассмотрим влияние давления, возникающего вследствие различия скоростей диффузии двух газов, помещенных в соединенные капилляром сосуды, на диффузию одного газа через другой в капилляре. В простейшем случае, когда можно пренебречь чистым эффектом дрейфа , кнудсеновской диффузией и скольн<ением, выражение для переноса каждого из двух газов можно записать в следующем виде [c.95]

Важный результат этого исследования заключается в том, что диффузия газа, выделяющегося из смеси, а отсюда и скорость реакции не зависят от внешнего давления. Было найдено, что эндотермический, тепловой эффект реакции ВаСОз -I- SiOj = BaSiOs -1- СО2 составляет 20 500 кал . Размер зерен реагирующего материала должен быть по возможности однородным, а все тончайшие пылевидные частицы необходимо удалить. Отчетливое каталитическое влияние водяного пара на эту реакцию было замечено Яндером и Штаммом , которые определили процентный выход силиката, характеризующий реакцию. На фиг. 747 наглядно показано, что энергия активации в присутствии ускоряющего реакцию водяного пара не изменяется, однако константа С в уравнении Аррениуса увеличивается, т. е. диффузия в твердых веществах намного возрастает. [c.709]

Согласно концепции Дальтона, атом упругого флюида (газа) окружен атмосферой теплоты, которая изображается у него линиями, исходящими из сферы самого атома. В заметках к лекциям 1810 г. можно найти наброски дальтоновского учения о газах Ньютон ясно показал В 23-м положении второй книги своих Начал , что упругий флюид состоит из маленьких частичек или атомов материи, отталкивающихся между собой с силой, которая увеличивается с уменьшением расстояния между ними. Так как недавние открытия подтвердили, что атмосфера содержит три или больше упругих флюидов различного удельного веса, мне не кажется, что приведенное положение Ньютона может быть применено к случаю, о котором он, естественно, не имел представления. С той же трудностью встретился Пристли, открывший сложную природу атмосферы. Некоторые химики, я имею в виду французских, нашли путь для преодоления этой трудности, введя понятие химическогв сродства... Чтобы избегнуть ее, я в 1801 г. выдвинул гипотезу, согласно которой предполагается, что атомы одного вида не отталкивают атомы другого вида, а отталкивают атомы только своего собственного вида... Каждый атом и все частицы газовой смеси суть центры отталкивания для частиц того же самого вида и притяжения для частиц другого вида. Все газы смеси стремятся преодолеть атмосферное давление или любое другое давление, которое оказывается на них. Эта гипотеза, хотя и имела кое-какие привлекательные черты, в некоторых пунктах была слабой. Мы допускаем многочисленные виды о далкивающих сил для газов и, кроме того, допускаем, что теплота не облгЩ ает отталкивающей силой ни в одном случае. В опытах, опубликованных в Манчестерских мемуарах , я нашел, что взаимная диффузия газов не является энергичным процессом и, кажется, связана с работой, требующей приложения значительной силы. Вернувшись к этой теме, я исследовал влияние различия в величине частиц упругих флюидов. Под величиной я подразумеваю целиком весомую частицу в центре и тепловую атмосферу вокруг . [c.174]

Всю совокупность процессов переноса и превращения компонентов реагирующей смеси, происходящих в реакционных трубах, можно разделить на несколько уровней процессы, происходящие в объеме газа, на границе раздела газ — твердое тело и в порах катализатора. Скорость превращения в порах катализатора определяется в основном диффузией в порах и кинетикой на поверхности активного компонента. Кинетика на поверхности активного компонента достаточно полно изучена [35] при давлении газовой смеси, близком к а гмосферному. В настоящее время, пока отсутствуют столь же фундаментальные работы по кинетике при повышенном давлении газовой -смеси, в литературе известны лишь отдельные экспериментальные работы по жинетике при повышенном Сдавлении, результаты которых показывают, что еобходимо учитывать влияние давления процесса на механизм кинетики [36]. [c.95]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология