Коэффициенты диффузии в стационарном зернистом слое

Результаты замеров продольных коэффициентов диффузии в зернистом слое при стационарном поле концентраций в литературе не опубликовывались. Определение значений коэффициентов А, усредненных по поперечному сечению аппарата с зернистым слоем, в принципе может быть проведено в соответствии с рис. IV. 10, а —по замеру концентраций вещества, распространяющегося против движения жидкости в зернистом слое. Однако практическое проведение такого эксперимента встречает большие трудности. При повыщенных скоростях жидкости концентрация (рис. IV. 10, а) падает слишком быстро до величин, которые существующими аналитическими методами невозможно измерить с достаточной степенью точности. При понижении скорости существенное значение приобретают флуктуации скорости (раздел IV. 1) и конвекционные токи, возникающие в жидкости из-за самой малой разницы в плотностях смешивающихся потоков. Величину коэффициента диффузии в этом случае можно рассматривать по аналогии с продольным коэффициентом теплопроводности в зернистом слое со стационарным полем температур (раздел V. 3). Коэффициент продольной диффузии А выражается, как и величина Ог, через зависимость (IV. 24) или (IV. 27), коэффициент пропорциональности В в этом случае (из раздела V. 3) для слоя шаров В а0,5. При этом следует иметь в виду, что здесь, как указано выше, измеряется некоторый усредненный по сечению аппарата коэффициент диффузии, в который входит несколько компонентов. К величинам Ог, определяемым по зависимостям (IV. 24) и (IV. 27), добавляется составляющая коэффициента продольной дисперсии, связанная с неравномерностью распределения скоростей у стенок аппарата с зернистым слоем и в ядре газового потока в соответствии с зависимостью (IV. 22) и (IV. 23). [c.227]

В стационарном поле концентраций в зернистом слое определяется коэффициент радиальной диффузии. При этом в слое должны находиться постоянные источники вещества (примеси). На рис. III. 4 показаны схемы организации экспериментов при. подаче примеси а) в один из параллельных потоков в зернистом слое б) из точечного источника. [c.93]

Таким образом, представления о ячейках полного смешения в зернистом слое также приводят к зависимости типа (IV. 10). Процесс переноса вещества при стационарном во времени поле концентрации может быть осуществлен только при наличии источников вещества, распределенных по объему слоя, либо при постоянной подаче вещества через границу выделенного объема слоя против направления движения жидкости, либо под прямым углом к нему (рис. IV. 10). В первом случае процесс переноса определяет в основном коэффициент диффузии А, во втором — Ог. Коэффициенты 01 и Ог определяются решением выражения (IV. 8) по экспериментально определяемому полю концентрации и различных допущениях о граничных условиях и об отношении [1, 5, [c.207]

Рис. III. 4. Схемы экспериментального определения коэффициентов поаереч< ной диффузии в зернистом слое в стационарных условиях а —смешение параллельных потоков б—подача примеси из сточечвого источввка.

В монографии [12] приведен обзор по составляющим элементам продольного переноса. Показано, что они различны для стационарного и нестационарного полей концентраций. В нестационарном поле концентраций существенное значение имеют релаксационные коэффициенты диффузии, обусловленные наличием застойных зон пли неравнодоступных объемов в зернистом слое. Замедленное изменение концентрации в этих зонах (объемах) но сравнению с изменением ее в ядре потока является основной причиной возникновения релаксационной составляющей продольного переноса. [c.210]

Коэффициенты дисперсии в жидкости, движущейся в зернистом слое. Переменное во времени поле концентраций. Коэффициенты дисперсии в области малых значений Ке и нестационарном во времени поле концентраций весьма существенны для таких процессов, как хроматография, адсорбция, движение нефти и ее фракций в природном грунте. Коэффициенты дисперсии определяют величину и характер размывания полей концентраций при перемешивании жидкости в слое. Известно, что в зернистом слое коэффициенты диффузии в стационарном по времени поле и коэффициенты дисперсии в нестационарном поле концентраций не равны друг другу. Однако должного внимания этому вопросу не уделялось. В работе В. Н. Николаевского, посвященной анализу конвективной диффузии в капиллярной модели [17], показано, что коэффициент дисперсии определяется суммой двух компонентов, один из которых может трактоваться как коэффициент конвективной диффузии Ок (стр. 207), а второй — как релаксационный коэффициент Орел (стр. 2 3), см. также [13]. Мысль о неравенстве обрч [c.208]

Для цементированных грунтов капиллярная модель имеет некоторые предпосылки с физической точки зрения, однако для насыпного слоя модель с областями неравнодоступных объемов имеет гораздо большее обоснование. Наличие в промежутках между зернами застойных областей со слабой циркуляцией жидкости в них объясняет и значительную разницу между коэффициентами гидравлического сопротивления (раздел 11.8) и тепло- и массообмена для отдельного зерна (раздел V. 5) в свободном потоке и зернистом слое в области Неэ<50. Модель с застойными зонами, в которой скорость диффузии определяется в значительной мере молекулярным переносом [34], хорошо объясняет тот факт, что в области Неэ<200 коэффициент продольной дисперсии сильно зависит от коэффициента молекулярной диффузии примеси в основном потоке (рис. IV. 18, стр. 230). Рассматриваемая в некоторых более ранних работах [20, 21] модель зернистого слоя, в которой промежутки между элементами слоя принимались за отдельные последовательно расположенные камеры полного перемешивания, может считаться частным случаем модели с застойными зонами в области Нбэ>200. В области малых значений Кеэ модель камер перемешивания не объясняет большого различия коэффициентов молекулярной диффузии в стационарном и переменном по времени полях концентрации. Некоторые особенности процесса хроматографического разделения плохо сорбируемых. веществ могут быть объяснены наличием малодоступных или непродувае-мых объемов между зернами [8, стр-. 30 и сл.]. [c.209]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология