Молекулярная диффузия в двухфазной системе

Положение критической точки, отграничивающей область двухфазного состояния системы от однофазного, является особым не только по своему геометрическому месту, но и по глубоким отличиям в поведении веществ вблизи критической точки по сравнению с другими областями существования системы. Особенности критической точки из-за непрерывного изменения свойств веществ в гомогенной области распространяются на широкую область температур, давлений и составов. Эти особенности накладывают глубокий отпечаток не только на термодинамику, но через нее и на кинетику процессов, протекающих вблизи критической точки. Превращение в нуль первой и второй производных от химического потенциала по составу в критической точке становится причиной того, что в целой области температур и составов молекулярная диффузия компонентов двойной смеси вблизи критической точки практически прекращается. Это предсказанное еще Д. П. Коноваловым явление было впервые экспериментально исследовано авторами [14—16] на примере тех же трех жидких систем, для которых была изучена и термодинамика критической области. Коэффициент диффузии вблизи критической точки падает по сравнению с областью разбавленных растворов на несколько порядков. [c.54]

Молекулярная диффузия в двухфазной системе [c.148]

Однако, когда речь идет о процессе ректификации, где массопередача протекает в системе жидкость — газ, существование таких ламинарных слоев становится сомнительным [95]. В этом случае поверхность раздела фаз, как мы видели из изложенного в предыдущих параграфах настоящей главы, становится неустойчивой, постоянно меняющейся, и преобладающее значение получает явление турбулентной диффузии. Отсутствие твердых стенок на границе раздела фаз придает движению своеобразный характер, который получил название свободной турбулентности. При этом режиме в двухфазном потоке преобладают вихри с осями, перпендикулярными оси потока, что способствует переходу массы вещества из одной фазы в другую. В таком случае эффект молекулярной диффузии становится неизмеримо малым по сравнению с эффектом турбулентной диффузии. [c.144]

Очевидно, что отмеченная ранее (см. гл. II) зависимость между глубиной проведения процесса (по реакционным центрам) и молекулярным весом полимера в данном случае справедлива не для всего объема двухфазной системы, а лишь для зоны реакции. Кажущаяся независимость молекулярного веса от глубины проведения процесса может быть объяснена наличием ряда факторов. Прежде всего к ним относятся диффузия мономеров, ее направленность, побочные реакции гидролиза, солеобразование, выпадение полимера и др. [c.178]

Наиболее ранней попыткой описать механизм массопередачи была пленочная теория Льюиса и Уитмена, введших понятие двойной пленки на границе раздела фаз — фазовой и жидкой. При этом полагается, что обе пленки находятся в ламинарном движении, тогда как вся остальная жидкость и весь объем газа находятся в турбулентном движении и что в них, следовательно, устанавливается равномерная концентрация по всему объему. Процесс массопередачи протекает только за счет молекулярной диффузии и сравнительно медленно, в связи с чем пренебрегают зависимостью коэффициента диффузии от концентрации диффундирующего элемента, т. е. коэффициент D в выражении (III. 1) полагают величиной, постоянной для данной двухфазной системы. [c.67]

Автомодельный режим может возникать в различных процессах. Автомодельность может характеризоваться независимостью процесса от любого параметра, т. е. он может быть автомодельным в смысле независимости от линейных размеров системы, от некоторых физических свойств системы и т. п. Так, например, режим эмульгирования в насадочных колоннах является автомодельным в смысле независимости от молекулярных характеристик процесса, таких, как молекулярная вязкость и молекулярная диффузия. Распределение жидкости по сечению насадочной колонны в режиме эмульгирования становится автомодельным, так как не зависит от диаметра колонны. Наличие автомодельных условий, т. е. исключение влияния одного или нескольких параметров на процесс, значительно упрощает задачу моделирования процесса в целом (например, моделирование процесса ректификации в насадочных эмульгационных колоннах). Режим так называемого захлебывания в диффузионных аппаратах является автомодельным режимом двухфазных систем. [c.122]

В приложении к двухфазным системам газ — н< идкость или жидкость — жидкость наиболее общепринята двухпленочная модель массопередачи, согласно которой к поверхности контакта фаз примыкают с обеих сторон неподвижные пленки соответствующих фаз. В них массопередача осуществляется путем стационарной молекулярной диффузии, а в объеме фаз — за счет быстрой конвективной или турбулентной диффузии. В результате все диффузионное сопротивление процессу массопередачи сосредоточивается в этих двух пограничных пленках, причем принимается, что на границе раздела фаз устанавливается равновесие между концентрациями вещества (или концентрацией и парциальным давлением). [c.193]

Метод основан на определении скорости молекулярной диффузии экстрагируемого вещества в двухфазной системе. Его широко применяли в свойх исследованиях Дриккамер с сотр. [37, 38], Хан [71], Браун и Так [72]. Как правило, в этих работах измеряют либо количество вещества, перенесенного из одной фазы в другую за определенное время, лц5о профиль концентраций, т. е. концентрацию вещества в каждой фазе на различных расстояниях от границы раздела фаз. Экспериментально найденные профили концентраций сравниваются с теоретическими, вычисленными в предположении, что ПС отсутствует. Отклонения от теоретических профилей может быть вызвано как поверхностным сопротивлением, так и спонтанной [c.391]

В вопросе о состоянии межфазной поверхности контакта и о механизме массопередачи в настоящее время получили распространение две теории пленочная, основамная на представлении об устойчивой и неизменной поверхности фазового контакта, и теория динамического состояния поверхности фазового контакта. Первая из них предполагает преимущественное влияние на процесс переноса массы молекулярной диффузии, во второй рассматривается влияние как молекулярного, так и вихревого переноса массы в зависимости от гидродинамического состояния двухфазной системы в целом. [c.5]

Большинство полимеров растворяются друг в друге в количестве до. ен процентов, а критическая температура смешения очень высока. Поэтому при температуре эксплуатации и переработки мы имеем дело с двухфазной коллоидной системой Однако олигомеры с молекулярной массой, близкой к молекулярной массе статистического сегмента макромолекулы, как правило, характеризуются неограниченной взаимной раствори- лостью Поэтому многие полимеры, не способные к полному взанморастворению с образованием гомогенного термодинамически устойчивого раствора, при смешении проявляют способность к сегментальной растворимости на поверхности их контакта. Сегментальная растворимость заключается в образовании промежуточного переходного слоя между различными полимерами вследствие взаимной диффузии наиболее подвижных участков их макромолекул (напрнмер, концевых сегментов, боковых ответвлений и др.) Сегментальная растворимость харак- [c.423]

При взаимном смачивании поверхностей двух полимеров поверхностное натяжение на границе раздела двух фаз будет тем ниже, чем ближе эти полимеры друг к другу по характеру и величине межмолекулярных связей. При невысоком поверхностном натяжении под влиянием температуры и давления происходит вынужденная диффузия. Этот процесс будет интенсивнее для наиболее подвижных молекул, т. е. фракций с наименьщим молекулярным весом, но при этом система остается двухфазной с четко выраженной границей раздела. При разрущении такой дублированной системы на границе отсутствуют следы второго компонента. [c.85]

Механизм процесса состоит в том, что в точке Ж1 молекула I превращается в ион 1 , который диффундирует до точки Ж2, где 1 отдает электрон. Далее молекула I диффундирует обратно. Таким образом, система работает как своеобразный молекулярный насос по перекачке электронов за счет диффузионной подвижности по конформационным подсостояниям, а в целом за счет общего теплового эффекта реакции —> А . В отличие от макроскопических машин эта молекулярная машина обладает выделенной стохастической степенью свободы, поскольку тепловые флуктуации оказывают сильнейшее влияние на движение фрагментов белка с массой < 10 г при амплитудах > 0,1 нм. Детерминистский машинный характер работы системы определяется не самим характером движения групп I и, а формой потенциальной кривой С/(ж) и наличием двух реакционноспособных конфигураций. Время диффузии или время корреляции конформационных движений экспоненциально зависит от температуры. Поэтому температурная зависимость скорости W даже при постоянных значениях Wo и W , будет иметь характерный двухфазный вид, внешне аналогичный температурной кривой рис. ХПГ1. В области температур. [c.410]