Диффузия в неподвижной жидкой среде

Механизм процесса переноса массы сводится к молекулярной и турбулентной диффузии. При молекулярной диффузии, происходящей в неподвижной фазе и ламинарном потоке, перенос массы характеризуется коэффициентом диффузии ), который рассчитывают по формулам (631)—для газов и (633)—для жидкости. При турбулентной диффузии перенос вещества осуществляется движущимися частицами среды и определяется гидродинамическим состоянием потока. Механизм переноса вещества через поверхность раздела фаз является кардинальным вопросом теории массопередачи и окончательно не решен. Предполагая, что диффузионные сопротивления в жидкой и газообразной фазах обладают свойством аддитивности, можно записать основное уравнение массопередачи [c.336]

Диффузия в неподвижной жидкой среде [c.13]

Наиболее прямые применения операторного метода связаны с диффузией в неподвижной среде. Сложнее применение этого метода к процессам конвективной диффузии, хотя и в этой области имеется ряд интересных результатов. В качестве примера укажем работу Кишиневского [54], где процесс поглощения газов жидкими растворами рассматривается не как стационарная диффузия в пограничном слое, но как нестационарный процесс турбулентной диффузии в течение времени обновления поверхностного слоя, которое вводится в теорию в качестве параметра. Для описания турбулентного переноса используется обычное уравнение диффузии, в котором роль коэффициента диффузии играет коэффициент турбулентного обмена. Операторный метод применим только к линейным уравнениям и потому, как правило, к реакциям толь- [c.138]

Скорость растворения (массопередачи) зависит от превалирующего механизма переноса вещества между жидкой и газообразной фазами. В неподвижной среде основным механизмом массо-переноса является очень медленный процесс молекулярной диффузии. В движущейся среде процесс массопереноса интенсифицируется за счет переноса массы в направлении движения среды (конвекция) в турбулентных потоках добавляется влияние пульсаций, вызывающих турбулентную диффузию. Поэтому в аппаратах для растворения газа в жидкости кроме повышения давления и снижения температуры жидкости применяют интенсивное перемешивание жидкости и газа путем барботажа воздуха через жидкость или с помощью так называемой струйной аэрации [66]. Воздух в жидкость во многих случаях вводится с помощью эжекторов, включенных непосредственно перед барботером или резервуаром для струйной аэрации. Но такая схема существенно снижает экономичность работы установки. [c.239]

Внутренняя задача теплообмена при нагреве жидких сред может отличаться крайней сложностью вследствие сочетания теплопроводности, конвекции и излучения. Некоторые жидкости (вода, масло, расплавленное стекло) обладают в световом диапазоне волн известной луче- прозрачностью, но практически большинство жидкостей нелучепрозрачны в тепловом диапазоне волн, который характерен для работы печей. Значительной теплопроводностью обладают только жидкие металлы коэффициент тейлопроводности неметаллов обычно не превышают 1—2 Вт/(м -К). В соответствии с указанным перенос тепла в неметаллической неподвижной жидкости мало интенсивен, и такое жидкое тело чаще всего относится к категории массивных тел. Массообмен в жидкой ванне в свою очередь оказывает влияние на перенос тепла. При наличии разности концентраций возникает процесс молекулярной диффузии при наличии разности температур— процесс термодиффузии в направлении градиента температур. [c.36]

Методы численного решения задач теплопроводности и диффузии в неподвижных средах (включая и случай переменных свойств среды) в настоян ее время хорошо разработаны и довольно широко применяются они освещены в ряде учебных пособий. Эти методы рассмотрены ниже лишь на модельном уровне вопросы, связанные с их применением в реальных задачах теплопроводности и диффузии, не затрагиваются. Эти же численные методы могут быть применены в тех часто встречающихся случаях, когда тепло- и массообмен не оказывает влияния на движение жидкой и газообразной сред, а само движение среды является известным. [c.9]

Другое существенное упрощение уравнения (8,5) имеет место в случае неподвижности жидкой среды. В этом случае у = 0 и уравнение (8,5) превращается в обычное уравнение молекулярной диффузии [c.58]

Поверхностную рябь, вызванную массопередачей, легко наблюдать, если у края небольшой лужицы воды, находящейся на часовом стекле, поместить каплю ацетона. Неправильные быстрые пульсации поверхности постепенно затухают по мере диффузии ацетона в воду и падения его концентрации. На фотографиях капель, образующихся в пределах второй несмешивающейся жидкой фазы, и на фотографиях границ раздела жидких фаз часто видны области повышенной активности движения среды и даже крошечные капли, расположенные в непосредственной близости от границы раздела фаз. Примерами служат рис. 5.10 и 5.11 другие аналогичные снимки имеются в работах [87, 151, 162, 59, 13]. На протяжении нескольких секунд после контакта фаз граница раздела начинает изобиловать зонами энергичных движений, как если бы она представляла собой живой организм [120]. Очевидно, что такая турбулентность не вызвана движением в объеме жидкости, результатом которого являются вихри у границы раздела фаз, описанные в разделе 5.2. Несомненно также, что отмеченные эффекты, как следует ожидать, приводят к увеличению потока переносимого вещества по сравнению с тем, который возникает, когда область вблизи границы раздела фаз неподвижна или движется ламинарно это утверждение было про- [c.212]

В контакте с неподвижными агрессивными средами идут рассмотренные выше процессы диффузии и нередко именно ими определяется скорость разрушения покрытий в таком случае в скмом процессе взаимодействия лимитирующей стадией является не акт химической реакции контактирующих веществ, а скорость диффузии. Однако в большинстве случаев агрессивная среда (газообразная, жидкая, твердая) находится в движении. Тогда роль диффузии снижается или даже сводится к нулю и на первый план выступают собственный акт химического взаимодействия агрессивной среды с поверхностью покрытия и унос продуктов ре--акции движущейся средой (сочетание коррозии и эрозии). Такой вид разрушения происходит особенно быстро. [c.247]

При малой энергии анизотропии, т. е. при достаточно малом размере частиц, эта вероятность весьма велика, так что магнитные моменты частиц почти свободно вращаются (диффундируют по направлениям) относительно неподвижных частиц. Если среда, в которой взвешены частицы, является твердой, то такой способ вращательной диффузии магнитных моментов становится единственно возможным. Свободная (или почти свободная) вращательная диффузия магнитных моментов частиц в магнитных системах с твердой средой обеспечивает выполнение тех же законов равновесного распределения магнитных моментов частиц по направлениям, что и в жидкой среде. Это значит, что намагничивание взвеси достаточно мелких частиц в твердой среде описывается той же функцией Ланжевена, которая была использована при описании свойств жидких магнитных коллоидов с характерной для них особенностью — гигантской (по сравнению с молекулярными и атомными смесями) парамагнитной восприимчивостью, т. е. суперпарамагнетизмом. Механизм намагничивания, обусловленный вращательной диффузией магнит-ньис моментов относительно тела частиц, открыт Не-елем и получил название суперпарамагнетизма Нееля. [c.668]

Рассмотрим систему, изображенную на рис. 20-11. Система состоит из жидкой пленки, стекающей вниз по твердой стенке под действием силы тяжести, и контактирующего с пленкой потока смеси газов А ш В.В разделе 16.5 было показано, что в случае ламинарного безволнового режима течения пленки и достаточно малых времен контакта поверхности ее с газом вещество, диффундирующее из газовой фазы в жидкость, за время контакта успевает проникнуть лишь на незначительное (по сравнению с толщиной пленки) расстояние в глубь жидкой фазы. Процесс проницания вещества внутрь пленки в данном случае можно считать процессом нестационарной диффузии в неподвижной полубесконечной среде. Анализ, проведенный в разделе 16.5, относился только к системам с малыми скоростями массообмена при отсутствии химических реакций. В данном разделе анализ обобщен на случай систем с высокими скоростями массообмена. При этом использовано решение задачи о нестационарном испарении, полученное Арнольдом и обсужденное в примере 18-1. [c.603]

Конвективная диффузия в отличие от молекулярной обусловлена движением фаз в результате встряхивания, перемешивания, изменения температуры и других внешних воздействий. В жидкой или газообразной среде — это основной вид дпффузии, осуществляемой за счет перемещающихся внутри данной фазы конвективных потоков, несущих диффундирующее вещество. Его перенос осуществляется вследствие перемещения отдельных весьма малых (элементарных) объемов жидкой пли газообразной фазы, причем вещества внутри этих элементарных объемов переносятся посредством молекулярной диффузии, характерной для неподвижной фазы, которой и является элементарный объем жидкости пли газа. [c.60]

Диффузия в газах. Явление переноса массы вещества атомами, молекулами или потоками газа называется диффузией. В неподвижной среде перенос массы осуществляется только за счет атомов и молекул. Такая диффузия называется молекулярной. В движущейся среде перенос массы осуществляется в основном потоками — ламинарным и турбулентным. Такая диффузия называется конвективной. Если конвекция происходит под действием разности концентраций, то она называется свободной. Конвекция, происходящая под действием внещней силы, называется вынужденной. Процесс диффузии, не изменяющийся во времени, называется стационарным. Если процесс диффузии изменяется во времени, то он называется нестационарньш. Практическое значение имеет диффузия газов в конденсированных состояниях (жидком или твердом) или диффузия к поверхности раздела. Поэтому важно знать законы ди( узии в количественной форме. [c.206]