Скорость молекулярного испарения

Скорость молекулярного испарения [c.74]

Исчезновение или появление частиц в каком-либо объеме рассматриваемой системы происходит за счет их поступательного движения (диффузии), либо за счет их взаимодействия между собой и с другими молекулами. Таким образом, скорость молекулярного процесса определяется скоростью механического передвижения частиц и скоростью их взаимодействия. В качестве примеров можно использовать рассмотренные выше процессы испарения и диссоциации. [c.42]

При молекулярной перегонке не образуется насыщенной паровой фазы и обычные газовые законы становятся неприменимыми. Ясно, что в этих условиях теряют смысл определение температуры кипения вещества и точное измерение разрежения. Достаточной характеристикой является температура бани и порядок величины остаточного давления, составляющий обычно 1-10-3—1-10-4 мм. Для расчета условий перегонки можно пользоваться уравнением скорости молекулярной перегонки, которая зависит от поверхности испарения, давления пара вещества в данных условиях, молекулярного веса и температуры [c.154]

Существенно то, что не все молекулы, находящиеся в жидкости, могут оторваться и перейти в газообразное состояние. Для этого необходимо, чтобы молекула обладала некоторой избыточной энергией (энергией активации), которая требуется для преодоления сил межмо-лекулярного притяжения (вспомним, как трудно оторвать от магнита металлический шарик). Чем выше температура жидкости, тем больше амплитуда колебаний молекул и скорость их вращательного движения, и соответственно тем большая доля молекул может получить от своих соседей энергию, необходимую для преодоления потенциального барьера. Поэтому чем выше температура жидкости, тем выше скорость десорбции (испарения). Дополнительная энергия, необходимая молекуле для ее отрыва от окружающих молекул и удаления на расстояние, на котором уже не действуют силы молекулярного взаимодействия, называется теплотой десорбции (испарения). Скорость и теплота десорбции существенно зависят также и от сил межмолекулярного взаимодействия частиц разного сорта. Спектр этого взаимодействия может быть достаточно широк — от взаимного притяжения до отталкивания. Подробнее влияние сил межмолекулярного взаимодействия на процесс абсорбции— десорбции рассмотрено в разделе 14. [c.25]

Для расчета условий перегонки можно пользоваться уравнением скорости молекулярной перегонки, которая зависит от поверхности испарения, давления пара вещества в данных условиях, молекулярного веса и температуры [c.211]

При обычной дистилляции полагают, что состав жидкости на поверхности испарения в любой момент времени идентичен составу во всем объеме ее и что скорость диффузии молекул легколетучего компонента поверхности превышает скорость их испарения. Это условие очевидно невыполнимо в молекулярном кубе, где обычная конвекция, обусловленная энергичным кипением жидкости, отсутствует, а высокие вязкости и большие молекулярные массы компонентов перегоняемой смеси препятствуют диффузии. [c.609]

Как показали эксперименты, процессы испарения и насыщения ГП при неподвижном хранении и простое после опорожнения для этих резервуаров также замедлены, как и в резервуарах с засыпкой грунтом не менее 0,4 м, и определяются скоростью молекулярной диффузии. Это объясняется отсутствием действия солнечной радиации на стенки заглубленных резервуаров. [c.39]

Изучая улетучивание производных 2-гидроксибензофенона, 2-(2-гидроксифенил)бензотриазола и фенольных антиоксидантов из твердого полипропилена, авторы [89] показали, что введение в молекулу стабилизатора алифатических групп приводит к снижению константы скорости испарения, при этом наблюдалась линейная зависимость логарифма константы скорости испарения от молекулярной массы стабилизатора. Они отметили симбатность между давлением пара индивидуального вещества и скоростью его испарения из полимера. [c.48]

При анализе подобия протекания процессов в камере сгорания ГТД можно исходить из схемы на рис. 1. Зона реакции формируется отчасти внутри границ раздела между отдельными потоками воздуха, подводимого через фронтовое устройство и боковые отверстия, и потоком первичной смеси, получающейся в результате испарения и газификации топлива в продуктах горения циркуляционной зоны. Газифицированное топливо и кислород воздуха в условиях автомодельности течений притекают в эту зону под влиянием турбулентных пульсаций. Внутри боковых границ зоны турбулентного смешения происходит дробление горючего и воздуха на отдельные малые объемы, которые теряют свою индивидуальность вследствие молекулярной диффузии, в особенности в последние моменты своего индивидуального существования, когда масштаб дробления становится особенно малым. В итоге внутри границ раздела образуется горючая смесь (стехиометрического состава), которая сгорает на некотором протяжении, определяемом скоростью молекулярной диффузии и скоростью химических реакций, с одной стороны, и скоростью движения смеси — с другой. Турбулентные моли воздуха, сносимые потоком первичной смеси с радиальных струй воздуха сгорают также по микродиффузионной схеме внутри основного потока. Таким образом, зона реакции формируется как на границе раздела потоков воздуха и первичной смеси, так и внутри потока [c.216]

Процесс молекулярной дистилляции складывается из диффузии молекул преимущественно НК из глубины слоя (пленки) жидкости к поверхности испарения, перемещения молекул пара на поверхность конденсации и их конденсации на этой поверхности. В условиях обычной дистилляции жидкость интенсивно перемешивается при кипении с поднимающимися пузырями, н концентрации компонентов выравниваются в объеме жидкости. При молекулярной дистилляции скорость испарения компонента пропорциональна его концентрации в жидкости (при прочих равных условиях). Поэтому уменьшение концентрации компонента в жидкости приводит к уменьшению скорости его испарения и ухудшению разделения. Таким образом, эффективность процесса зависит от соотношения скоростей диффузии (в жидкой фазе) и испарения компонента. Обычно диффузия компонента в жидкости является более медленным процессом, и молекулярную дистилляцию надо проводить в условиях, способствующих ускорению этой лимитирующей стадии. [c.542]

Последнее уравнение можно было бы применять в том случае,, если бы ни одна частица нара не возвращалась на поверхность жидкости и если бы поверхность конденсации имела настолько низкую температуру, что испарением с нее конденсата можно было бы пренебречь. Уравнение это обозначает, собственно говоря, верхнюю границу скорости молекулярной дистилляции. В действительности скорость будет меньше в результате иснарения с поверхности конденсата и попадания испарившихся частиц на поверхность жидкости, а также из-за того, что, несмотря на создание глубокого вакуума, некоторый процент молекул пара сталкивается между собой, после чего часть их возвращается на поверхность жидкости в испарителе. [c.646]

При однократной перегонке высококипящих остатков в вакууме возможны осложнения, обусловленные использованием аппарата ОИ. Рекомендуется поддерживать постоянной скорость подачи сырья 400 мл/ч, для того чтобы обеспечить время пребывания жидкой фазы в испарителе от 19 до 70 мин в зависимости от доли отгона. Состояние равновесия следует считать достигнутым при совпадении температур жидкой и паровой фаз и температуры теплоносителя в бане с заданной точностью 1—2%. Максимальные колебания давления в системе не должны быть более 1,33 гПа, возможные изменения доли отгона составят при этом не более 1,5—1,7% (масс.). Надежность экспериментальных данных однократного испарения смесей следует косвенно проверять по непрерывному характеру изменения некоторых свойств паровой и жидкой фаз в зависимости от доли отгона, а именно плотности, молекулярной массы и коксового числа [58]. [c.59]

На скорость испарения капли в нестационарном процессе оказывают большое влияние молекулярная масса вещества н коэффициент диффузии образовавшихся паров. С увеличением ц и уменьшением О по сравнению с численными значениями этих величин для воды скорость испарения капли других веществ будет все больше отличаться от скорости стационарного процесса испарения в сторону увеличения. [c.106]

Образование газовых пузырей сходно с кипением капельной жидкости в двух аспектах движение твердых частиц соответствует молекулярному движению жидкости, а их унос — процессу испарения жидкости. Вопросы аналогии, между псевдоожиженным слоем и капельной жидкостью разрабатывались Гельпериным и Айнштейном и подробно изложены в главе XI роль температуры в этой вполне очевидной аналогии i играет скорость газа. Псевдоожиженный слой, содержащий большое число явно выраженных пузырей, часто называют кипящим слоем [c.122]

Скорость испарения зависит от давления паров вещества р при температуре поверхности испарения, а также от молекулярной массы перегоняемого продукта. Формальное математическое описание этой зависимости предложил Лэнгмюр [142] [c.280]

На рис. 210 показана установка для молекулярной дистилляции с испарителем, снабженным спиральным ротором. Стеклянный спиральный ротор 8 испарителя вращается вокруг испарительной свечи 10. Такое конструктивное решение обеспечивает получение тонкослойной жидкой пленки толщиной около 0,1 мм и хорошую циркуляцию жидкости. Время пребывания жидкости в аппарате составляет всего несколько секунд. Установка имеет следующие технические данные условная производительность — ЮОО г/ч производительность — 250—2000 г/ч максимальная скорость испарения — 18 000 г/ч частота вращения ротора — около 40—90 об/мин площадь поверхности испарения — около 600 см максимальная температура дистилляции — 300 °С рабочее напряжение электросети 380—220 В потребляемая мощность — 2 кВт расход охлаждающей воды — около 350 л/ч. В качестве вымораживающих хладоагентов рекомендуется использовать жидкий воздух или азот, а в подходящих случаях смесь СОа — ацетон. [c.287]

Поскольку многие свойства газовых смесей представляют собой усредненные характеристики составляющих их компонентов, то в основном нас будет интересовать состав газа, плотность, относительная молекулярная масса, теплота сгорания, температура пламени, скрытая теплота испарения и коэффициент сжимаемости, причем все эти величины приблизительно равны средневзвешенным значениям соответствующих параметров отдельных компонентов газа. Другие характеристики газовых смесей, например число Воббе, диапазон воспламеняемости, скорость сгорания, точку кипения, критическую температуру, нельзя определить просто как средневзвешенные значения. Здесь требуется более сложный подход. Общепризнано, чта для опре- [c.33]

Как хорошо известно, диффузионное горение в отличие от горения заранее перемешанных смесей возникает в том случае, когда окислитель и горючее пространственно разделены, и химическая реакция между ними происходит только после смешения в результате молекулярной или турбулентной диффузии [Зельдович,1980 . Интенсивность горения в этом случае лимитируется скоростью подвода компонентов в зону горения для случая пожара разлития - скоростями испарения и смешения паров с кислородом воздуха, - Прим. ред. [c.143]

В. Испарение. Фазовое превращение при плоской границе раздела можно рассматривать с точки зрения кинетической теории как результат различия между двумя молекулярными потоками — скоростью поступления молекул из парового пространства к границе раздела и скоростью вылета молекул от поверхности жидкости в объем пара. При испарении скорость вылета превышает скорость поступления, при конденсации имеет место обратная ситуация, при равновесии обе скорости равны. При этом результирующий поток т равен [c.364]

В первой и третьей зонах реактора протекают физические процессы подвода и отвода веществ, подчиняющиеся общим законам массопередачи. Закономерности массопередачи определяются законами фазового равновесия, движущей силой процесса и коэффициентами скорости массообменных процессов. Массопередача осуществляется путем молекулярной диффузии, конвекции, испарения, абсорбции и десорбции. [c.95]

Разделение высокомолекулярных нефтяных веществ на фракции при молекулярной перегонке происходит не по температурам кипения, а по молекулярной массе, так как давление их упругости паров пропорционально молекулярной массе. Разделительная способность этого метода фракционирования зависит от относительных скоростей испарения молекул, находящихся в исходном продукте. [c.57]

При молекулярной дистилляции молекулы пара удаляются с поверхности испарения сразу же после их образования, и равновесие между паром и жидкостью не успевает установиться. Поэтому разделяющий эффект молекулярной дистилляции определяется не отношением давлений насыщенного пара компонентов смеси, или относительной летучестью а (см. стр. 475), а отношением скоростей испарения компонентов смеси, или коэффициентом разделения а . [c.515]

Для оценки степени разделения при молекулярной дистилляции пользуются понятием о теоретической молекулярной тарелке (ТМТ), соответствующей степени разделения, при которой соотношение мольных концентраций компонентов в дистилляте равно отношению скоростей испарения компонентов при полном перемешивании слоя дистиллируемой жидкости. В производственных условиях при однократном испарении степень разделения колеблется от 0,3 до 0,95 ТМТ. [c.516]

При гетерогенных реакциях горения или процессах испарения молекулярная диффузия и теплопроводность осуществляются только внутри сравнительно тонкого пограничного слоя у поверхности, так как внешний газовый поток является большей частью турбулентным. Тем не менее, в этом случае именно процессы переноса в пограничном слое являются решающими для процесса горения или испарения. Интенсивность переноса вещества и тепла в турбулентном потоке во много раз превосходит интенсивность переноса в пограничном слое. Поэтому скорость тепло- и массообмена поверхности с потоком в основном определяется молекулярным переносом в пограничном слое. [c.80]

Из чертежа реактора в Фликсборо, которым располагает автор, видно, что внутренний диаметр реактора составлял 3,55 м (11 футов 8 дюймов). Поверхность жидкости, следовательно, была равна 9,89 м (приблизительно 10 м ). Начальная скорость мгновенного испарения составляла 0,56 т/с. Если предположить, что весь выброс возник только от выделения пара с поверхности жидкости в реакторе N 6 (т. е. при выбросе не была задействована жидкость резервуара очистки), то скорость выделения равна 56 кг/(м с). Предполагая внутреннее абсолютное давление равным 8 бар, молекулярную массу циклогексана - 84, получим объемную скорость выделения 2,73 м/с. Это соответствует значению 3 м/с как пределу в испарении водяного пара в резервуаре, о чем говорилось выше, в разд. 5.5.2.4. Однако скорость будет намного больше, если предположить, что мгновенное испарение происходило и в резервуаре очистки. Подтверждение этого можно найти в работе [Smith,1982]. Автор этой работы выполнил серию вычислений для одной из стадий аварии в Фликсборо и пришел к выводу, что, за исключением начальной фазы, продолжавшейся около 1 с, когда жидкость выбрасывалась из реакторов, вовлечение жидкости впоследствии составляло около 1%. [c.85]

По этой формуле можно вычислить скорость испарения жидкости W с 1 jn поверхности в граммах за 1 сек, если известно давление Р вмм рт. ст., молекулярный вес перегоняемого вещества М и абсолютная температура Т. Как правило, скорость испарения, нандеппая по формуле (8), завышена, так как остатки газов и низкокипящих веществ, присутствующих в перегоняемом образце, препятствуют свободному движению молекул. Другим фактором, ограничивающим скорость молекулярной перегонки, является необходимость диффузии молекул перегоняемого вещества к поверхности жидкости. Скорость диффузии вследствие большой вязкости жидкости может быть очень мала. Поэтому следует ускорять диффузию, например, перемешиванием перегоняемой жидкости. Еще лучше зарекомендовала себя перегонка из падающей пленки, особенно метод, при котором обновление поверхности жидкости достигается за счет разбрызгивания под действием центробежной силы. Более подробно эти модификации молекулярной перегонки рассмотрены в разделе, посвященном описанию аппаратуры для молекулярной перегонки (стр. 274). [c.273]

Таким образом, свободный пробег молекул обратно пропорционален числу молекул п, или плотности газа, или давлению газа Следовательно, с уменьшением давления воздуха лли газов в сосуде, в котором происходит дистилляция, можно добиться такого увеличения свободного пробега молекул, чтобы он был равен или был больше расстояния между испаряющей л конденсирующей поверхностью В этих условиях молекулы пара после отрыва от поверхности испарения свободно достигнут конденсатора, где под влиянием охлаждения будут конденсироваться Создание таких условлй является основой процесса молекулярной дистилляции Скорость молекулярной дистилляции может быть вычислена теоретически из уравнения Лангмюра [c.170]

Теоретический расчет распределения паров вещества в пространстве для режима молекулярного испарения, основанный на законе косинуса [1263], с учетом лучеобразования при испарении из узкого канала тигля [1018] дает при геометрических размерах обычных испарителей степень конденсации порядка 90%. Но спектральным методом и методом с использованием радиоактивных индикаторов было показано, что при испарении примесей из кремния [274] и из двуокиси циркония [292] от 10 до 30% вещества, в зависимости от элемента, может теряться, несмотря на общую высокую степень испарения примесей, так как конденсируется вне центрального электрода-приемника. Известно, что скорость испарения примесей зависит от скорости удаления паров из зоны испарения и поверхность приемника играет роль своеобразного насоса, откачивающего пары примесей [493]. Можно предположить, что найденное экспериментально [274, 292] рассеивание конденсата усугублялось расположением над стаканчиком с пробой большой охлаждаемой поверхности многокапсюльной головки приемника. [c.247]

Поэтому если в капиллярнопористом теле имеет место стационарное неравномерное распределение температуры, то даже в отсутствие нагревания д1 дх = 0) и испарения [ди1дх = 0) при наличии микрокапилляров будет иметь место перепад общего давления. Важно здесь отметить, что молекулы пара и воздуха независимо друг от друга будут сосредоточиваться по микрокапиллярам (молекулярное натекание) в местах с более высокой температурой. Если скорость молекулярного на- [c.307]

Наиболее хорошо изученный случай испарения капли — медленное (квазистационарное) испарение сферической капли чистой (однокомпонентной, физически и химически однородной) жидкости, неподвижной по отношению к бесконечно протяженной однородной воздушной среде с давлением, близким к атмосферному. Этот случай был рассмотрен Максвеллом в конце прошлого столетия [1]. При этом он принял, что концентрация пара у поверхности капли равна концентрации Со насыщенного пара при температуре поверхности капли, т. е. что скорость процесса испарения определяется не его кинетикой, а только скоростью диффузии паров с поверхности капли в окружающую среду. Другими словами, было рассмотрено испарение капли, происходящее в диффузионной области, т. е. при условиях, когда диффузионная стадия процесса (диффузионный перенос паров от капли в окружающую среду) происходит несравненно медленнее, чем кинетическая стадия (вылет молекул из жидкости в окружающую среду с поверхности капли). Этот прием позволил резко упростить задачу, избежать рассмотрения наиболее сложной части процесса — кинетической и ограничиться анализом сравнительно хорошо изученного процесса молекулярной диффузии. [c.146]

Поэтому если в капиллярнопористом теле имеет место стационарное неравномерное распределение температуры, то даже в отсутствие нагревания (дШт = 0) и испарения ди/дг = 0) при нaличL микрокапилляров будет иметь место перепад общего давления Важно здесь отметить, что молекулы пара и воздуха независимо друг от друга будут сосредоточиваться по микрокапиллярам (молекулярное натекание) в местах с более высокой температурой Если скорость молекулярного на-текания по микрокапиллярам будет превышать скорость молярного (фильтрационного) истечения, то внутри тела будет давление выше атмосферного при температуре тела ниже 100° С. Поэтому если структура тела такова, [c.307]

Хикман [152] и Эмбре [154] ввели для молекулярной дистилляции понятие дистилляционная способность , под которой понимают отношение числа молекул вещества, покидающих в единицу времени поверхность испарения, к числу молекул того же вещества, остающихся при данных условиях в пленке жидкости. Многократной циклической перегонкой можно полностью получить вещество в виде дистиллята. При этом продолжительность времени дистилляции удается сократить путем повышения температуры испарения. Кривую выделения находят следующим образом. Смесь перегоняют при стабилизированном вакууме и постоянной скорости повышения температуры (например, последовательно повышая температуру на 10 °С) и определяют концентрацию низкокипящего компонента в дистилляте. Типичные кривые выделения показаны на рис. 214. Как видно из рисунка, концентрация вначале растет до максимума, а затем снижается [c.290]

Процесс молекулярной дистилляции складывается из диффузии мбле-кул преимущественно НК из глубины слоя (пленки) жидкости к поверхности испарения, перемещения молекул пара на поверхность конденсации и их конденсации на этой поверхности. В условиях обычной дистилляции жидкость интенсивно перемешивается при кипении с поднимающимися пузырями, и концентрации компонентов выравниваются в объеме жидкости. При молекулярной дистилляции скорость испарения компонента пропорциональна его концентрации в жидкости (при прочих равных [c.516]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология