Вынужденный поток в порах

Другой причиной, вызывающей массовый поток внутри пор, является градиент общего давления в реакторе. Можно показать [3], что вынужденный поток от перепада давления в реакторе будет сказываться только в случае очень больших пор (1000 А) или высоких давлений (100 атм). В остальных случаях можно считать, что основной поток только омывает зерно катализатора, но не проходит через него. [c.271]

Вообще вынужденный поток будет сказываться лишь тогда, когда движение идет в больших порах. В случае, например, кнудсеновского режима диффузии даже существенное увеличение давления внутри гранулы (более чем на 1 атм) не отразится на скорости транспорта. Для реакции А дВ оно равно [c.271]

Дополнительным усложнением закономерностей внутренней диффузии является стефановский поток, т. е. вынужденный поток сквозь поры, создающий дополнительный перепад концентраций из-за различных факторов. Такими факторами могут быть, например, следующие [c.408]

Фильтрационные методы определения удельной поверхности (при обтекании твердого материала потоком воздуха или воды) применимы для оценки не только наружной поверхности твердого вещества. Известен достаточно простой фильтрационный метод, позволяющий по времени, необходимому для установления стационарного режима вынужденного потока газа через колонку, заполненную твердым пористым веществом, определить коэффициент диффузии или средний радиус пор. Этот метод дает также возможность найти полную поверхность твердого пористого материала, включая поверхность несквозных капилляров. [c.10]

Однако в больщинстве случаев винтовые насосы применяются для неньютоновских жидкостей, а полная теория выдавливания неньютоновских жидкостей до сих пор не разработана. Поэтому за основу приходится брать теорию для ньютоновского течения и с помощью различных поправок приспосабливать ее для неньютоновских жидкостей. Характеристику головки с достаточной степенью точности можно получить при помощи эмпирического степенного закона при условии, что эффекты упругости жидкости не очень важны. В вынужденном потоке степень отклонения от ньютоновского поведения жидкостей довольно мала и она может вполне успешно учитываться при помощи приведенного ниже метода. Совершенно иная картина наблюдается для потока под давлением. В этом случае можно идти несколькими путями, но несомненно, что имеется слишком мало экспериментальных доказательств, чтобы обосновать эти методы. Можно считать, что в настоящее время эта проблема не решена. [c.286]

Вынужденный поток в порах [c.501]

Описанные выше процессы чистой диффузии протекают тогда, когда внутри поры существует градиент парциального давления или "концентраций отдельного вида молекул. Эти процессы диффузии не зависят от наличия или отсутствия разности общего давления. Наряду с этим процессом будет возникать вынужденный поток молекул, если внутри гранулы катализатора существует перепад давления. [c.501]

ОСНОВНОЙ поток п реакторе создается различием давлений на входе п выходе, то конец зерна катализатора, обращенный к входной части реактора, аходится под несколько большим давлением, чем его противоположный конец. Понятно, что это различие в давлении может вызвать вынужденный поток через зерно. Как будет видно из расчетов в следующем разделе, этот поток незначителен, за исключением случаев реакций при высоких давлениях на катализаторах с очень большими порами. Иными словами, вообще только незначительная часть главного газового потока в реакторе непосредственно проходит сквозь гранулы катализатора [c.503]

Таким образом, разность общего давления в порах катализатора может быть обусловлена двумя причинами а) вследствие реакций, протекающих с изменением объема, и б) вследствие перепада давления в реакторе. Каким бы способом ни возникало различие в давлении, мы можем ожидать вынужденный поток молекул. [c.503]

ЗИП через поры радиусом 30 А. Далее будут описаны эти измерения из опытов с вынужденным потоком измерения показали, что в большинстве случаев обычная газовая диффузия через сили- [c.505]

Действие перепада давления в реакторе (Вынужденный поток через поры катализатора) [c.528]

Мы рассмотрели случай, когда реагирующие молекулы проникают в поры и выходят из них, благодаря диффузии или потоку, вызванному изменением объема во время реакции. Кроме того, может наблюдаться вынужденный поток через пористую структуру отдельного зерна катализатора. Если зерно катализатора находится в проточном реакторе, то у одного его конца давление будет выше, чем у другого. Поэтому вынужденный поток молекул протекает через зерно благодаря небольшому изменению давления вдоль каждого зерна. Мы теперь исследуем, возможно ли сравнить скорость этого потока со скоростью диффузии. [c.528]

Можно ожидать, что меньшие величины экспериментально найденной скорости реакции в переходной области между зонами I и II являются результатом вынужденного потока или возникновения давления в порах стержня, препятствующего входу молекул двуокиси углерода. Однако значения концентраций, приведенные в табл. 6, показывают, что эти факторы не могут объяснить такое заметное расхождение в скоростях реакции. Вероятно, увеличение концентрации окиси углерода в порах стержня при температурах выше 1000° приводит к торможению реакции. [c.217]

Наряду с максимумом потока Пуазейля имеет место объемная диффузия. Третий предельный случай реализуется тогда, когда поры настолько велики, что внутри пор устанавливается незначительное абсолютное дифференциальное давление и потоком Пуазейля некоторое количество СО переносится наружу. В этих условиях СО диффундирует наружу с такой же скоростью, с какой СОг диффундирует внутрь (т. г.йС/йг = —йС 1(1г), и в то же время СО выносится вынужденным потоком. Однако ясно, что поток будет, кроме того, выносить некоторое количество двуокиси углерода, которая диффундирует внутрь. Эта си- [c.242]

Предположим, что с одной стороны разделяющей перегородки находится чистая вода, а с другой — коллоидный раствор. Молекулы воды могут свободно проникать через перегородку в оба отсека. В первый момент в отсек с коллоидным раствором будет попадать большее число молекул воды, чем покидать его, поскольку выравнивание концентраций по обе стороны перегородки — самопроизвольный энергетически выгодный процесс. Суммарный поток молекул воды в отсек с коллоидным раствором будет продолжаться до тех пор, пока возникающая разность давлений жидкости с обеих сторон перегородки не достигнет определенной величины. Величина этого давления, приводящего к вынужденному равновесию, называется осмотическим давлением раствора. [c.128]

Общий теоретический подход при анализе динамики внутреннего переноса заключается в решении уравнений, описывающих одновременное протекание массопереноса и химической реакции в порах. Рассмотрим [15, с. 129] наиболее простой случай — реакцию в сферической грануле радиуса г — при следующих допущениях гранула находится в изотермических условиях диффузия в пористой структуре подчиняется первому закону Фика и характеризуется постоянным по всей грануле эффективным коэффициентом диффузии Оэфф, форма которого зависит от условий массопередачи внутри поры (кнудсеновское, объемное или вынужденное течение) в реакции участвует один реагент А, она необратима и ее истинная кинетика описывается степенной функцией концентрации вещества А, т. е. скорость реакции равна ks , где — истинная константа скорости на единицу поверхности катализатора система находится в стационарном состоянии, т. е. изменение массовой скорости потока в результате диффузии, (например, к центру гранулы) равно скорости реакции внутри поры. В рамках этой модели получено аналитическое выражение для т] [c.88]

Когда потребитель вручает изготовителю образец цвета и просит о том, чтобы изделие (бумага, пластмасса, ткань, окрашенное изделие и т. д.) имело точно такой же цвет, изготовитель почти всегда вынужден прибегать к смешиванию красителей. Обычно он располагает набором окрашивающих веществ, ни один из которых не дает нужного цвета. Поэтому он выбирает краску (пигмент или краситель), придающий изделию цвет, наиболее близкий к требуемому, и затем добавляет небольшие количества одной или двух других красок с целью получить требуемый цвет. Если необходимо окрасить бумагу или ткань, он смешает в красильной ванне две или больше красок, регулируя их относительные количества так, чтобы цвет смеси был тождествен заданному или хотя бы был приемлемо близок к нему. Аналогичным образом для поставок пластмассы или краски затребованного потребителем цвета изготовитель, как правило, должен приготовить смесь из находящихся в его распоряжении красок. В общем случае поток света, попадающий на изделия перечисленных типов, претерпевает сложные превращения. Часть света, попадая на частицу пигмента или окрашенную нить, поглощается другая часть рассеивается. Рассеянный свет затем падает на другие частицы пигмента весь процесс повторяется вновь до тех пор, пока становится невозможным проследить, что же происходит с каким-либо отдельным элементом падающего пучка света. Однако физики разработали методы, помогающие изготовлять смеси красок так, чтобы они создавали требуемый цвет. Эти сложные, но важные методы рассматриваются в последней главе книги. [c.92]

Суммарный поток компонента А от чистого А к раствору продолжается до тех пор, пока не достигается равновесное разностное давление (представленное гидростатическим напором к), приводящее к вынужденному (не-, изобарному) равновесию. [c.153]

При динамической изоляции в результате вынужденного движения воздуха навстречу тепловому потоку нарушается естественная циркуляция воздуха в порах, способствующая теплообмену. Кроме того, воздух воспринимает тепло от твердой части изоляции. По указанным причинам относительно возрастает термическое сопротивление изоляции. Следовательно, удельный тепловой поток, проходящий через изоляцию, следует считать не так, как для [c.169]

Вычисленные значения интенсивности выделения тепла в зоне горения шарика в ряде случаев превышают теплонапряженность топочного пространства промышленных котлов [12]. Естественно, что в этих условиях можно ожидать резкого повышения температуры в зоне горения и быстрого спекания или разрушения частиц катализатора. В расчетах не учтены внешнедиффузионные факторы, которые могут существенно понизить -концентрацию кислорода около устья поры и теплонапряженность зоны горения. Однако в работе [11] было показано, что селективное спекание катализатора в зоне горения возможно даже при регенерации его в муфеле, когда внешнедиффуэионное торможение ввиду отсутствия вынужденного потока воздуха должно сказываться в максимальной степени. Измененная зона шарика катализатора имеет вид четко очерченного сферического кольца. Аналогичные кольца обнаружены и в частицах катализатора, отобранного с промышленной установки. [c.108]

Кэйдл [292] изучал диффузию гелия и азота на промышленном катализаторе синтеза метанола. Анализ и интерпретация полученных им результатов сложны и здесь не приводятся. При обработке этих данных по модели с параллельными порами коэффициент извилистости для диффузионной составляющей значительно больше, чем для вынужденного потока. Отношение этих величин равно 1,8 для катализатора синтеза метанола 2,0 для плотных гранул бемита и около 1,3 для волокнистого графита [292]. [c.76]

Некоторые исследователи пытались получить кинетическую ин формацию, испол1эзуя прямые гальвано- или потенциостатические методы на пористых электродах. Такие попытки имели место главным образом в прикладных исследованиях по топливным элементам, батареям, крупномасштабному промышленному электролизу и электроорга ническому синтезу. Однако вероятность получения полезной информации при этом невелика, поскольку в таких электродах исключитель но остры проблемы массопереноса и распределенных омических потерь. Предлагались различные математические теории, предсказывающие полную вольтамперную характеристику пористого электрода по кинетике реакций, протекающих внутри электрода как без вынужденной конвекции в порах [25, 153, 193, 225, 409, 593], так и при наличии вынужденного потока через пористый электрод или матрицу [176, 251]. Эти теории основаны на различных предположениях о массопереносе и распределении тока внутри электродов. Использовать эти вычисле [c.176]

Третьим предельным случаем является случай, когда поры так велики, что перепад давления внутри пор пренебрежимо мал и поток Пуазейля выносит наружу дополнительный объем СО. В этих условиях скорость диффузии СО будет равна скорости диффузии СОг внутрь стержня (т. е. йС/йг = —йС /йг) с той лишь разницей, что диффузия СО является вынужденной. При этом вынужденный поток СО будет также захватывать некоторое количество СОг, диффундирующего внутрь. Эта картина показана на фиг. 34, где АА — плоскость внутри твердого образца (по Зиилу [100]). Полный поток вещества наружу (в см 1сек) можно представить как [c.118]

В тех случаях, когда средний свободный пробег велик по сравнению с диаметром пор, никаких новых явлений пе наблюдается, так как вынужденный поток будет потоком Кнудсена. Это происходит потому, что в этом случае на молекулы пе действует разность общего давления и молекулы движутся совершенно независимо друг от друга. Однако когда средний пробег невелик по сравнению с радиусом поры, то в случае разности общего давления будет наблюдаться поток Пуазейля (ламинарный поток). В таких случаях общий поток молекул отдельного вида слагается из потока диффузии, вызванного градиентом парциального давления этого вида молекул, и из переноса молекул, вызванного потоком Пуазейля, в котором молекулы движутся со скоростью, пропорциональной их концентрации. В тех случаях, когда общий поток данного вида молекул А через поперечное сечение поры слагается из обычной диффузии и потока Пуазейля, скорость его описывается следующим уравнением [c.501]

В зависимости от того, будет ли средни] свободный пробег молекул в газовой фазе больше или. меньше диаметра поры, этот вынужденный поток будет или типа Кнудсена, или типа Пуазейля. Предложено несколько уравнений, объединяющих законы Кнудсена и Пуазейля, папример [c.503]

Это предположение равносильно двум следую щим а) что при реакции не цроисходиг изменения объема или если и происходит, то реакция является газовой реакцией в малых порах при низком давлении, так что преобладает поток Кнудсена, и б) что перепад давления в реакторе невелик, так что вынужденный поток через отдельное зерно катализатора незначителен. Мы сейчас опустим предположение а и рассмотрим действие потока Пуазейля, вызванного изменением объема при реакции. Мы сохраним предположение б и не будем рассматривать простой перенос массы через поперечное сечение поры. Рассмотрим реакцию А дВ, где д — число молекул, образующихся из одной молекулы реагирующего вещества А. Так, <7 = 2 или 3 для реакции крекинга, д = 7г для реакции полимеризации (димеризации). Предположим, что реакция протекает в отдельной поре, как показано на рис. 4, при постоянной концентрации Со вещества А у устья поры мы предположим также, что относительно А реакция п-го порядка. Нам необходимо решить дифференциальное уравнение (18) общего вида [c.525]

Рассмотрим отдельную пору, которая проходит через зерно катализатора, как показано на рис. 4. Предположим, что между двумя концами поры существует небольшая разность давления. Величина этой разности в давлении будет зависеть от линейной скорости, вязкости и т. д. жидкой смеси в реакторе и является чисто экспериментальной величиной, характеризующей перепад давления на единицу длины реактора, умноженной на длину гранулы катализатора. На практике этот перепад давления вдоль отдельного зерна катализатора редко бывает больше 0,1% общего давления реактора. Вынужденный поток через зерно, вызванный этим перепадом давления, подчиняется закону Пуазейля (уравнение 14) (Ниже мы покажем, что в условиях потока Кнудсена вынужденный поток не играет роли.) Ясно, что для того, чтобы вынужденный поток стал важным фактором, необходимо, чтобы его скорость была, по крайней мере, того же порядка, что и скорость потока диффузии, протекающей при отсутствии перепада давления. Уравнение (35) дает (для поры с константой скорости реакции к и радиусом г) выражение скорости потока диффузии реагирующего вещества внутрь поры. Таким образом, мы получаем условие, при котором поток Пуазейля может конкурировать с диффузией [c.528]

Левая сторона уравнения (50) выражает скорость потока Пуазейля. Здесь / ./ —, 1лина поры, проходящей через все зерно катализатора, и О/, — коэффициент диффузии Пуазейля, привсдсииый в скобках в уравнении (14а). Относительно уравнения (50) отметим, что необходимо рассматривать только величины /г > 2, так как для малых величин /г зерно катализатора всегда полностью доступно для реакции, так что вынужденный поток, как бы он н был велик, не может увеличить скорость реакции. Вводя в уравнение (50) выражение закона идеальных газов, мы находим, что для заметного влияния на скорость реакции необходим следующий перепад давления [c.529]

Отметим, что вынужденный поток через поры, вызванный перепадом давления в реакторе, не может играть важной роли в условиях потока Кнудсена (небольшие поры, умеренное давление). Это происходит потому, что градиент кнудсеновской диффузии, вызванный реакцией, приблизительно в 1000 раз больше, чем очень небольшой градиент концентрации, вызванный перепадом давления в реакторе, и коэффициент кнудсеновской диффузии совпадает с коэффициентом вынужденного потока Кнудсена. [c.529]

В трех различных случаях даже при больших скоростях реакции нет значительной разницы в уменьшении концентрации по стержню. При малых скоростях реакции все три уравнения, (52), (54) и (55), дали один и тот же результат, поскольку в порах стержня давление повышалось лишь в небольшой степени и вынужденный поток был незначителен. Как и можно было ожидать, случаи 2 и 3 (см. таблицу 6) требуют, чтобы градиент концентрации был несколько большим это необходимо для диффузии требующегося для реакции количества двуокиси углерода. В табл. 6 концентрация по сечению стержней также выражается в процентах от поверхностной концентрации. Фактический процесс переноса вещества является, вероятно, комбинацией всех трех случаев. Однако поскольку величины, на которые уменъи1аются концентрации (в %) по сечению стержня в трех случаях мало различались между собой, полученные результаты можно было использовать только как сравнительные данные, памятуя, что абсолютные величины концентраций не известны. Предсказанные концентрации двуокиси углерода у поверхностп стержня (Сд) составляли 0,35, 0,56 и 0,39- 10 грамма углерода на 1 см для случаев 1, 2 и 3 соответственно. В условиях реакции g было приблизительно равно 1,0-10" . По уравнению (27) (где 5 рассчитывали, используя уравнение (40) при ф = 2,0) нашли Q — Сд = 0,04 10" грамма углерода на 1 см . Следовательно, [c.215]

Большой вклад в изучение в СССР вихревого эффекта внес А.П. Меркулов. В предложенной им гипотезе процесса энергетического разделения большое внимание уделено турбулентному энер-гообмену. Энергия турбулентности используется для осуществления работы охлаждения вынужденного вихря, так как за счет радиальной составляющей турбулентной пульсационной скорости элементарные турбулентные моли перемещаются по радиусу в поле высокого радиального градиента статического давления . При адиабатном сжатии или расширении турбулентные моли изменяют свою температуру, соответственно вызывая нафев или охлаждение газа при смешении со своим слоем. Передавая тепло из зоны низкого в зону высокого статического давления, они осуществляют элементарные турбулентные циклы. Охлаждение имеет место только в приосевом потоке, так как в нем и статическая температура, и окружающая скорость падают, обеспечивая снижение полной температуры . Основная доля кинетической энергии исходного потока зафачивается на закрутку вынужденного вихря и дисси-пирует в турбулентность. Энергия на закрутку передается до тех пор, пока не наступит равновесие со свободным вихрем в сопловом сечении . Считается, что формирование центрального потока происходит по всей длине фубы и завершается в сопловом сечении. Учет поля центробежных сил проводится через радиальный фадиент статического давления. Передача кинетической энергии направлена от периферии к оси, и часть ее расходуется на турбулентность. Термодинамическая температура в приосевой области ниже, чем в периферийной области вихревой трубы. [c.23]

Знание коэффициентов теплоотдачи к двухфазным паро- и газожидкостным потокам необходимо при расчете и проектировании аппаратов в различных отраслях техники. Эти данные требуются для расчета выпарных аппаратов и испарителей, работающих при естественной или вынужденной диркуляции паровых котлов (особенно при высоких давлениях), ядерных энергетических реакторов и многих других агрегатов. Сведения о процессе теплоотдачи к жидкости, постепенно испаряющейся при движении в трубах, весьма ограниченны. Это объясняется главным образом большим количеством величин, влияющих на процесс. Кроме того, в ранних исследованиях изучалось воздействие отдельных факторов на работу аппарата в целом. Полученные в таких работах данные не объясняли явления полностью. Ничего нового не удалось выяснить до тех пор, пока не были установлены величины, характеризующие теплообмен в отдельных сечениях трубы, т. е. при локальных значениях основных параметров [28,33,40] ). Трудности связаны также и с тем, что теплообмен может протекать при различных гидродинамических режимах. [c.25]

Допустим, что труба, по которой движется жидкость со скоростью Шо = 1 м/сек, обогревается равномерным тепловым потоком д. На графике, устанавливающем типичные зависимости между тепловым потоком и температурным напором при различных т (фиг. 42), этому процессу соответствует точка /. При этих условиях основное влияние на теплообмен оказывает пузырьковое кипение. По мере движения вдоль трубы за счет генерации пара скорость потока возрастает. Это не отражается на значениях а до тех пор, пока скорость не достигнет значений а = 3,05 м1сек. При этой скорости кривая, характеризующая интенсивность теплообмена при вынужденном движении жидкости, проходит через точку 1, и поэтому можно считать, что, начиная с данного значения ы), механизм процесса теплообмена определяется полностью вынужденным движением. Такое же явление наблюдалось рядом исследователей [32, 70, 96]. Дальнейшее возрастание скорости потока приводит к уменьшению температурного напора. Это продолжается до тех пор, пока не наступят условия сухой стенки . С этого момента коэффициенты теплоотдачи уменьшаются. Это явление, очевидно, не связано с переходом к пленочному кипению, как предполагалось раньше, а вызва- [c.144]

При горении жидкой капли в условиях вынул<-денной конвекции хорошо выполняется общая зависимость, согласно которой квадрат диаметра капли уменьшается пропорционально времени. При комнатной температуре (20°С) константа испарения к возрастает по мере увеличения скорости восходящего потока воздуха. При некоторой предельной скорости воздуха (в данном случае 45 см/с) пламя сдувается. Как и в неподвижном воздухе, пламя имеет яйцеобразную форму. Эффект изменения скорости горения, вызываемый вынужденной конвекцией, зависит не только от скорости воздуха, но также и от температуры окружающей среды. При повышенных температурах наблюдается необычное явление. Так, при температуре окрулоющей среды 310°С константа испарения возрастает до тех пор, пока скорость воздуха не станет равной 90 см/с. После этого пламя, окружающее каплю, сдувается и погасает. Одиако затем сверху над каплей поднимается новое пламя, имеющее форму горизомталыюго кольца, и горение про- [c.214]

Математическая обработка систем с более сложной геометрией гранул усложняется. Арис [11] и Уокер, Русинко и Остин [358] предложили зависимости для пористого неограниченного стержня (или для стержня с изолированными концами). В работе [И] рассмотрена также реакция на пористом стержне с открытыми концами. Векслер [361] дал математический анализ случая контактирования газов с пористым пустотелым цилиндром. Он также рассмотрел случай течения реагента в открытом цилиндре при противоточном движении в нем инертной жидкости. Результаты теоретического анализа подобного случая опубликованы также Хаутином и Мар-доком [137]. Они исследовали окисление графитовых труб воздухом, продувавшимся через пористые стенки. Поры имели относительно большой радиус и общий поток рассматривался как сумма потоков, обусловленных молекулярной диффузией, вынужденным течением через поры и изменением объема в результате реакции. [c.135]

В отличие от теплоемкости, которая не зависит от макроструктурных факторов, на коэффициенты теплопереноса эти факторы оказывают большое, часто решающее влияние. С одной стороны, распространяющийся в неоднородном (пористом и трещиноватом) теле тепловой поток вынужден преодолевать сопротивление, обусловленное рассеянием (вещество связующего и границы зерен), удлинением пути и уменьшением живого сечения (поры) и, наконец, разрывами непрерывности (трещины). С другой стороны, влияние пор и трещин в некоторой степени компенсируется теплопроводностью заполняющего их газа и (при высоких температурах) радиационным теплообменом. Конвекция в порах дисперсного материала, как правило, пренебрежимо мала. [c.33]

Методом вращающегося дискового электрода и другими методами с высокими скоростями потока можно измерить константы скорости гетерогенной реакции первого порядка вплоть до 0,1 см с , прежде чем возрастание диффузионного контроля приводит к потере чувствительности к кинетическому контролю. Брукенштейн и Прагер [98] рассмотрели переходное поведение системы с вращающимся дисковым электродом после приложения скачка потенциала. Этот метод позволяет измерять константы скоростей по меньше й мере на поря док выше, чем другие нестационарные методы без вынужденной кон векции (см. разд. VII). При достаточно кратковременных возмуще ниях кривые зависимости приэлектродной концентрации и тока от времени в системах с вынужденной конвекцией приближаются к со ответствующим кривым в системах без конвекции, поскольку кон центрация в растворе изменяется лишь на малых расстояниях по сравнению с толщиной гидродинамического пограничного слоя [190]. Основным преимуществом переходных методов по сравнению со ста [c.184]

При наличии перепада давления вдоль поры, когда г Х,. происходит наложение объемного и вынужденного течения газа, и, очевидно, в небольших порах вынужденное течение будет конкурировать с объемной диффузией. Хаген [67] и Пуа-зейль [68] для скорости потока газа, протекающего под давлением, вывели следующее уравнение [c.217]

Оба рассмотренных выше диффузионных процесса не зависят от общего перепада давлени я вдоль поры. Если перепад давления устанавливается, то имеет место вынужденное течение газа. В том случае, когда средний свободный пробег молекул велик по сравнению с диаметром пор, вынужденное течение неотличимо от течения Кнудсена и не подвергается влиянию перепада давлений. Однако, когда средний свободный пробег молекул мал по сравнению с диаметром пор, но перепад давлений все же устанавливается, течение, возникающее в результате такого перепада давлений, будет налагаться на объемное течение газа. Уравнение для скорости потока газа, протекающего под давлением через трубку, экспериментальным путем вывел Хаген [38] и независимо от него — Пуазейль [1]. Такое уравнение можно применить для вынужденного течения в узких каналах, таких, например, как поры катализатора. Рассмотрим элемент потока длиной АЬ и радиусом а, протекающего под давлением через цилиндрическую пору радиусом г. Примем, что линейная скорость внешнего края этого элемента равна щ. Сила, возникающая в результате напряжения сдвига у стенки поры, уравновешивается силой, которая возникает благодаря перепаду давления АР между концами цилиндрического элемента потока. В таком случае вязкость т] равна напряжению сдвига, возникающего на единицу градиента скорости, и поэтому сила сдвига определяется уравнением [c.190]

Так как вязкость большинства газов при давлениях около 1 атм составляет примерно 10 СПЗ, то для пор с радиусом 10 см величина Пр имеет порядок 10" см -сек . Очевидно, что в маленьких порах вынужденное течение будет конкурировать с объемной диффузией. Для быстрых реакций, сопровождающихся увеличением числа молей, во внутренних полостях частицы будет развиваться весьма значительное избыточное давление. Возникновение избыточного давления объясняется тем, что движущая сила потока, отводящего наружу (течение Пуазейля) избыток молекул, оказывается недостаточной до тех пор, пока давление внутри частицы не превысит значительно давление снарун и катализатора. В случае капилляров, у которых г > > 10 см, вынужденное течение является гораздо более быстрым, чем объемное течение, и избыточное давление внутри частиц катализатора не будет развиваться. Кроме тех случаев, когда реакции проходят при высоком давлении, перепад давления, который должен устанавливаться в пеподвюк-ном слое катализатора для сохранения потока через заполненный реактор, оказывается не достаточным, чтобы вызвать вынужденное течение сквозь капилляры таблетки катализатора, и поток газа смывает эти таблетки снаружи. В таком случае реагирующие вещества достигают внутренней поверхности катализатора благодаря течению Кнудсена или объемному течению. [c.191]