Основные закономерности массопереноса

Современный уровень знаний о влиянии состояния поверхности на закономерности тепло- и массопереноса и гидравлические сопротивления в двухфазных потоках дает возможность обосновать предварительные рекомендации по нормированию требований к поверхностям теплообменных аппаратов энергетического оборудования. Различие основного механизма процессов в разных типах теплообменного оборудования выдвигает различные требования. [c.114]

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МАССОПЕРЕНОСА [c.190]

Рассмотрим основные закономерности стадий массопереноса при адсорбции растворенных веществ на активных углях (массоперенос в системе жидкость — твердое тело). [c.112]

Если скорость электрохимической реакции определяется стадиями массопереноса, то возникает концентрационная поляризация. Кинетика процесса в этом случае лимитируется диффузией, основные закономерности которой будут рассмотрены ниже. [c.79]

Реакция может локализоваться практически только на внешней поверхности катализатора, если скорость процесса настолько велика, что он завершается до проникновения в объем гранулы, или если процесс внутри гранулы затруднен из-за ее структуры. Если при этом скорость реакции оказывается меньшей, чем скорость внешней диффузии, то процесс реализуется во внешней кинетической области. Отсутствие резкого неравенства между скоростью реакции и внешней диффузии и легкость перехода во внешне-диффузионную область при снижении скорости массопереноса позволяет считать внешнюю кинетическую область также переходной. Здесь сохраняются основные закономерности скорости реакции, но она зависит не от объема гранулы (как в кине- [c.319]

Местонахождение реакционной зоны определяет основные закономерности поликоиденсации и, в свою очередь, зависит от конкурирующих процессов массопереноса и химических превращений. Основные варианты местонахождения реакционной зоны поликонденсации в двухфазных системах в зависимости от процессов массопереноса и химических превращений приведены в табл. 3.6. [c.108]

Как и для любого многостадийного процесса, скорость электрохимической реакции лимитируется наиболее медленной из последовательных стадий. Это означает, что закономерности суммарного процесса определяются кинетическими закономерностями лимитирующей стадии. Зная последние, можно, во-первых, на основании экспериментальных данных для суммарного процесса выявить его лимитирующую стадию, а, во-вторых, изменяя условия проведения электрохимической реакции, изменять ее скорость. В дальнейшем мы рассмотрим кинетические закономерности лишь двух основных стадий электрохимического процесса стадии массопереноса и стадии разряда — ионизации, — предполагая, что все остальные стадии протекают практически обратимо. [c.212]

Рассмотренные основные закономерности протекания гомогенных процессов применимы и для анализа гетерогенных процессов, протекающих в условиях отсутствия диффузионных торможений, т. е. для кинетической области. В то же время в промышленных условиях большинство гетерогенных процессов протекает при существенном влиянии процессов массопереноса (диффузионных процессов) на общую (наблюдаемую) скорость ХТП. Основные закономерности протекания гетерогенных процессов, влияние параметров технологического режима на скорость массопереноса и на общую скорость процесса рассмотрены в следующей главе. Следует отметить, что эти закономерности, как и приведенные выше, справедливы для ХТП, проводимых в замкнутом объеме, в отличие от процессов, в которых реакция осуществляется в потоке. [c.71]

Изучение массообмена в одноступенчатом кипящем слое непрерывного действия имеет несомненное теоретическое и прикладное значения, позволяя обоснованно подойти к проектированию и расчету многоступенчатых аппаратов с кипящим слоем. К сожалению, ограниченное число исследований не позволяет в настоящее время получить надежные корреляции для вычисления коэффициентов массообмена при адсорбции в различных системах адсорбтив — адсорбент. Видимо, необходимо дальнейшее проведение исследований с целью определения основных закономерностей процесса и получения расчетных корреляций для коэффициентов внешнего и внутреннего массопереносов в зависимости от различных параметров процесса адсорбции. [c.62]

Машины и аппараты химических производств в представленном учебном пособии рассматриваются как объекты, в примерах технологических расчетов которых раскрывается взаимосвязь протекающих в них физико-химических процессов. Аналогичные вопросы рассматриваются в известной книге К. Ф. Павлова, П. Г. Романкова и А. А. Носкова Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии . Однако в современной системе подготовки инженеров-механиков для химической промышленности курс Процессы и аппараты химической технологии , эволюционируя, постепенно преобразуется в инженерно-физическую дисциплину, охватывающую специализированные разделы гидромеханики, теплофизики и массопереноса. Сейчас его основная задача заключается в ознакомлении студентов с теорией отдельных явлений переноса (в их инженерном приложении), что, естественно, отодвинуло на задний план изучение непосредственно химической аппаратуры. Восполнение этого пробела взял на себя курс Машины и аппараты химических производств , являющийся специальной дисциплиной на завершающей стадии подготовки инженеров-механиков. Но основная его задача — показать студентам на наглядных примерах возможность использования и обобщения всех инженерных знаний, которые они получили в процессе обучения. Отсюда вытекает и методическая целенаправленность пособия — привить студентам и молодым специалистам навыки комплексного использования закономерностей гидромеханики, тепло-массообмена и макрокинетики химических превращений в расчетах химического оборудования. [c.3]

Перенос реагирующих веществ в условиях электрохимической реакции может осуществляться по трем механизмам. Основным механизмом является молекулярная диффузия, т. е. перемещение частиц вещества под действием градиента концентрации. При прохождении через границу электрод — раствор электрического тока концентрация реагирующих веществ у поверхности падает и одновременно растет концентрация продуктов реакции. Возникают градиенты концентрации, которые приводят к диффузии разряжающегося вещества из объема раствора к электроду, а продуктов реакции — от поверхности электрода в объем раствора или в объем металлической фазы (например, при образовании амальгамы в ходе разряда ионов Т1+ на ртутном электроде). Поскольку концентрационные изменения вблизи поверхности электрода всегда сопутствуют протеканию электрохимической реакции, то молекулярная диффузия наблюдается во всех без исключения электродных процессах, тогда как другие механизмы массопереноса могут накладываться на процесс диффузии или же отсутствовать вовсе. Поэтому раздел электрохимической кинетики, в котором рассматриваются закономерности стадии массопереноса, называют диффузионной кинетикой. [c.172]

Основным инструментом для проектирования является математическое описание физико-химических закономерностей химического процесса, т. е. уравнения кинетики, гидродинамики, фазовых равновесий,тепло-и массопереноса, на базе которых формируются вычислительные блоки или модули, обеспечивающие расчет отдельных характеристик или параметров процесса в соответствии с конкретной постановкой задачи. При этом можно выделить некоторые модули, являющиеся обязательными элементами комплексной программы проектирования любого химического реактора программу расчета выходных потоков и параметров их состояния для различных типов реакторов программу расчета конструктивных размеров аппаратов при заданных параметрах входных и выходных потоков программу расчета стационарных состояний и тепловой устойчивости программу расчета динамики реакторных блоков. [c.176]

Результаты [5.21] относятся, однако, только к случаю, когда основная реакция не лимитируется диффузией, т. е. для частицы катализатора в виде порошка или для случаев, когда модуль Тиле меньше единицы. Более общий подход к описанию обратимого отравления был развит в работе [5.22]. В ней сняты ограничения, указанные выше, а также другие, например в отношении геометрии зерна в форме полубесконечной пластины. Принято, что гранула катализатора изотермична, а эффективная диффузия основного реагента и яда однородна и не зависит от состава газовой смеси. Скорость основной реакции лимитируется диффузией. Адсорбция основного реагента и яда описывается уравнениями Ленгмюра. Внешний массоперенос не оказывает влияния на закономерности основной реакции и реакции отравления. [c.104]

Следует указать, что невозможно достаточно полно описать основные закономерности процесса разделения в насадочной колонне, если оперировать только такими величинами, как высота, эквивалентная т еоретической ступени или единице переноса. Зицман [159] показал, что массообмен в насадочной колонне протекает тем интенсивнее, чем легче проникают компоненты из ядра одной фазы к границе раздела жидкость — газ и оттуда далее в ядро другой фазы. Поэтому необходимо принять во внимание два диффузионных сопротивления, а именно при массопере-носе внутри паровой фазы и при массопереносе внутри жидкой фазы. Диффузионные сопротивления зависят от среднего пути переносимого вещества в соответствующей фазе, от степени перемешивания фазы в точках контакта между насадочными телами, от турбулентных завихрений и других факторов, которые уже были обсуждены в разд. 4.2. Соотношение между диффузионными сопротивлениями в газовой и жидкой фазах, экспериментально измеренные Зицманом для семи различных типов насадки, указаны в табл. 17. Из данных табл. 17 следует вывод, что вклад диффузионного сопротивления газовой фазы в общее сопротивление массопереносу при ректификации может составлять от 9 до 96%. [c.119]

Эффективность химических превращений в системах газ—жидкость зависит не только от скорости химической реакции, но и от условий тепло-массообмена, определяемых в первую очередь гидродинамическим состоянием системы. Поэтому прежде, чем переходить к детальному анализу различных типов барботажных реакторов, рассмотрим основные закономерности гидродинамики, теп-ло-массопереноса и кинетики химических превращений при барбо-таже газа через жидкость. [c.17]

Авторами работы [6] представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований по воздействию электрического и магнитного полей, а также их совместному воздействию на поведение диспергированных в электролите частиц. Основные характеристики дисперсной фазы — параметры ДЭС. На основании приближенной модели ДЭС авторы устанавливают основные закономерности взаимодействия прилегающих к поверхности частиц слоев дисперсионной среды с внещним электромагнитным полем. Результат взаимодействия — изменение характера процесса массопереноса, что дает возможность управления поведением частиц при наложении внешнего электромагнитного поля. Практически это означает возможность сепарации частиц по отдельным их признакам (размер, С, проводимость), а также полного разделения фаз. Последний аспект представляет наибольший интерес для очистки сточных вод от нерастворимых примесей. [c.180]

Остановимся на самой зависимости Аспт от со. Судя по приведенным в табл. 11,8 данным, она существенна. Предельное пересыщение с увеличением интенсивности перемешивания — частоты вращения мешалки от О до 26 рад/с уменьшается более чем в 3 раза. То же относится и к предельному переохлаждению. Причины влияния перемешивания на ширину метастабильной зоны связаны с основными закономерностями образования кристаллической фазы, поскольку оно способствует образованию зародышей, приближая тем самым момент, когда раствор переходит в лабильное состояние. Следует подчеркнуть, что влияние перемешивания как такового, если оно не связано с увеличением концентрации примеси твердых частиц в объеме раствора, должно действовать только на положение второй границы метастабильности. Предельные пересыщения, относящиеся к первой границе, не должны зависеть от перемешивания. Следует также обратить внимание на то, что перемешивание прежде всего влияет на скорость массопереноса. Если же скорость взаимодействия частиц, приводящего к образованию частиц новой фазы, оказывается значительно медленнее скорости диффузии, роль перемешивания сводится к нулю. Оно перестает влиять на положение границы метастабильности. Однако сказанное справедливо лишь в том случае, когда мы имеем дело с гомогенными системами. [c.37]

Создание единой для большого числа процессов и аппаратов математической модели, отражающей физическую сущность явления, невозможно без выявления истинных закономерностей осуществляемых физико-химических превращений. Вместо подгонки диффузионных моделей с эффективными, т. е. дающими похожий на конечный результат ответ, коэффициентами под единичные эксперименты, надо направить усилия на изучение определяющих этот комплексный ответ отдельных факторов, таких как структура слоя катализатора, глобальная и локальная гидродинамика смеси, тепло- и массоперенос, кинетика гетерогенных химических реакций. Основу этого изучения по каждому из указанных разделов должно составлять целенаправленное экспериментальное обследование во всем интересном для практических приложений диапазоне изменения определяющих параметров с последующей фиксацией физических закономерностей или критериев нодобпя исследуемого яв.пения. На первом этапе изучения отдельных влияющих па работу химических реакторов факторов, кроме изучения кинетики химических реакций, остается реальной идея физического, в том числе и масштабного, моделирования с применением вычислительной техники, при этом должно быть обеспечено соответствие теоретических моделей экспериментальным данным. На втором этапе описания работы химических реакторов общая математическая модель будет получена сложением отдельных составляющих процесса. Основным будет выбор частных видов общей модели, отвечающих конкретным практическим случаям, и их численный расчет с учетом всех влияющих факторов. [c.53]

В книге отдельно рассмотрены закономерности обратимой и необратимой адсорбции органических соединений на электродах и влияние обратимой адсорбции на две основные стадии электрохимической реакции — массопереноса и разряда-ионизации. Изложены закономерности электродных процессов, в которых органические вещества превращаются в новые соединения. Такие процессы, как правило, состоят из неско.льких электрохимических и химических стадий. Поэтому в одной из глав рассматриваются методы изучения многостадийных электродных процессов. Выяснение механизма многостадийных процессов требует использования как электрохимических, так и современных физических (ЭПР, ЯМР и др.) методов, которые позволяют регистрировать и исследовать нестабильные промежуточные частицы. [c.5]

Затвердевание струй ири формовании большинства химич. волокон подчиняется закономерности кинетики фазовых переходов. Первая стадия в фазовом переходе — образование переохлажденного или иересыщенного метастабильного состояния, к-рое достигается благодаря процессам тепло- и массопереноса. Поскольку вокруг элементарных волокон образуется движущийся вместе с волокном ламинарный пограничный слой, толщина к-рого в несколько раз больше радиуса волокна, тепло- и массоперенос количественно достаточно точно описывается ур-ниями теплопроводности и диффузии, ири вынолнении к-рых в качестве одного из основных граничных условий предполагается непостоянство концентрации (темп-ры) на поверхности волокна. [c.375]

Анализ литературных данных показал, что экспериментально изучена в основном для ректификации эффективность ряда колонн с роторнылги устройствами. В связи с этим представляют определенный теоретический и практический интерес вопросы влияния давления на процесс ректификации, распределения диффузионного сопротивления массопереносу между паровой и жидкой фазами, а также изучение общих кинетических закономерностей массообмена при абсорбции и ректификации в условиях интенсивной турбулизации потоков. [c.128]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология