Работа 8. Влияние различных веществ на скорость диффузии

Работа 8. Влияние различных веществ на скорость диффузии [c.248]

Исследования кинетики десорбции проводят с целью выявления влияния различных факторов на процесс, таких как скорости десорбирующего агента, температуры десорбирующего агента, начальной концентрации адсорбата (поглощенного вещества) в адсорбенте, высоты слоя адсорбента, геометрических размеров гранул адсорбента и др. Знание основных закономерностей процесса десорбции позволяет определить оптимальные режимы работы десорбера для данной системы адсорбат — адсорбент, время десорбции для достижения той или иной степени десорбции и основных кинетических характеристик данной системы (коэффициентов внешнего и внутреннего массообмена, эффективных коэффициентов диффузии и др.). [c.84]

Работы Грэма, открывшие новый, до него не исследованный мир веществ, пробудили огромный интерес к их изучению. В противоположность господствовавщим в то время в науке взглядам Грэма, который видел в коллоидах особый мир веществ, и которые заставили его последователей искать эти новые вещества, русская коллоидная наука шла по пути установления общих закономерностей. Так, еще в 1869 г. в очень обстоятельной работе Борщов исследовал скорость диффузии коллоидов и в противоположность Грэму развил взгляды на эти системы не только как на системы многофазные, но и утверждал кристалличность структуры коллоидных частиц. В работе Борщова было впервые установлено, что между величиной частиц различных коллоидов и скоростью их диффузии существует обратная зависимость. Однако его последователи не пошли по этому пути. Влияние взглядов Грэма было так велико, что потребовалось около 40 лет (с 1865 до 1904 г.), чтобы показать и до1кав13 ть всю ограниченность его представлений, несостоятельность его классификации. И это тем более удивительно, что как Грэму, так и, особенно, его последователям удалось получить в виде коллоидов не только вещества, существующие в природе предпочтительно в аморфном состоянии, но и ряд веществ, имеющих ясно выраженное кристаллическое строение, как АЬОз, ЗЮг, РегОз и др. Значительно позже Борщова Зигмонди также отметил кристаллическое строение коллоидных частиц приготовленного им золя золота, однако оп не сделал из этого достаточно ясного вывода относительно строения коллоидных частиц вообще. Потребовалось 40 лет непрерывной работы для того, чтобы создать почву для пересмотра грэмовских взглядов, в конечном результате русскому ученому Веймарну удалось развить правильные представления, разбившие до основания концепцию Грэма. [c.13]

Основополагающей в этом отношении следует рассматривать появившуюся в 1960 г. работу Бассета и Хэбгуда, в которой авторы, предположив линейную изотерму адсорбции, вывели уравнение, позволившее рассчитать константу скорости необратимой гетерогенной реакции первого порядка по измеренной экспериментально степени превращения. Теория реакций в импульсном микрореакторе за последние годы интенсивно развивалась как у нас, так и за границей. Были рассмотрены обратимые и необратимые реакции различных порядков как при мгновенном установлении равновесия газ — твердое тело, так и с учетом конечной скорости достижения адсорбционного равновесия в самое последнее время появились работы, в которых учтено также влияние продольной диффузии в потоке и диффузии реагирующего вещества внутрь поры твердого тела на характер протекания каталитических превращений в импульсном микрореакторе. Решение задач в случае нелинейной изотермы адсорбции требует более широкого использования современных методов вычислительной техники. Некоторые результаты, полученные в последнее время с помощью ВМ, описаны в пятой главе. Там же приведены результаты работ нашей лаборатории, в которых показана возможность измерения констант скоростей адсорбции и десорбции в ходе каталитического процесса по форме пиков реагирующего вещества и продуктов реакции. Пока в этом плане сделаны лишь первые шаги, однако в дальнейшем можно надеяться получить интересные результаты по расшифровке механизма сложных реакций, в особенности в тех случаях, когда скорости адсорбционных процессов явлцются лимитирующими. [c.6]

Важный результат эффектов, рассмотренных в этод разделе, состоит в том. что скорость седиментации, найденная из одного отдельного эксперимента, не мож ет быть использована в качестве иолуколичественной характеристики состава высокомолекулярной смеси, как полагали одно время. Такие данные могут быть получены только после тщательной экстраполяции к нулевой концентрации (В работах Вильямса, Болдуина и сотрудников было показано, что функции распределения (з) с1з, которые дают долю растворенного вещества, обладающего значениями коэффициента седиментации, лежащими между з и з- - з, могут быть получены, если допустилю пренебречь взаимодействием потоков и диффузией. Если диффузией пренебречь нельзя, то ее влияния можно избежать, выполняя эксперименты при различных временах и экстраполируя к значению t=oo. Эта методика является успешной, так как размывание границы, обусловленное гетерогенностью, увеличивается со временем быстрее, чем размывание границы, обусловленное диффузией.) [c.435]

Для объяснения экспериментальных данных по гидродинамиче-скому перемешиванию был выдвинут ряд моделей зернистого слоя. Наиболее удачной оказалась дискретная ячеистая модель, которая согласуется с описанной выше гидродинамической картиной течения в слое. Первоначальным вариантом дискретной модели была модель ячеек идеального смешения [12, 16], хорошо объяснившая данные по продольному перемешиванию в потоках газа. Для описания про- дольного перемешивания в потоках жидкости, где наблюдаются более сложные зависимости эффективного коэффициента продольной диф-, фузи от скорости потока, были выдвинуты различные варианты моделей с застойными зонами. Первой моделью этого типа была модель Тернера—Ариса [17]. Согласно этой модели зернистый слой рассматривали как канал постоянного поперечного сечения, характеризующийся определенными значениями линейной скорости по- тока и коэффициента продольной диффузии, от стенок которого отходят тупиковые каналы-ответвления, где по предположению, конвекция отсутствует и перенос вещества осуществляется только путем молекулярной диффузии. В последующих работах [18] застойные явления рассматривали в рамках ячеистой модели. Метод анализа таких систем, использующий аппарат характеристических -функций, был указан в работе Каца [19]. Расчеты но различным вариантам моделей с застойными зонами позволили объяснить наблюдаемые в потоках жидкости пониженные значения числа Ре ц и наличие хвостов у функций распределения времени пребывания в слое. Недостатком этих работ является, однако, то, что физический смь л застойных зон в них не конкретизируется вследствие этого оказалось невозможным выявить непосредственную связь характеристик продольного перемешивания с параметрами зернистого слоя и провести количественное сравнение теории с экспериментом. Готтшлих [20], пытаясь придать модели Тернера—Ариса физиче- ское содержание, предположил, что роль тупиковых каналов или застойных зон играет диффузионный пограничный слой у поверхности твердых частиц. Оценка толщины диффузионного слоя, необходимой для объяснения экспериментальных данных по продоль-) ному перемешиванию, не совпала, однако, с толщиной диффузионного пограничного слоя, оцениваемой на основе измерения коэффициента массопередачи (см. раздел VI.3). Это несоответствие было отнесено автором на счет влияния распределения толщины диффузионного слоя на неравнодоступной поверхности твердых частиц. Экспериментальное исследование локальных коэффициентов массопередачи в зернистом слое показывает [7 ], что в нем имеются области, массопередача к которым резка затруднена — зоны близ точек соприкосновения твердых частиц. Расчет по модели ячеек с застойными зонами близ точек соприкосновения твердых частиц [21 ] позволил [c.220]