Баланс массы в тонком слое. Граничные условия

В этой главе рассматривается диффузия как в нереагирующих, так и в реагирующих системах. В последнем случае различают два типа химических реакций гомогенные, при которых химическое взаимодействие протекает во всем объеме жидкости, и гетерогенные, когда химическое взаимодействие происходит только в ограниченной области системы, например на поверхности катализатора. Существует различие не только в физической картине протекания гомогенных и гетерогенных реакций, но и в способах их описания. Для гомогенной реакции скорость образования продукта входит в виде самостоятельного члена в дифференциальное уравнение, получающееся при составлении баланса массы для тонкого слоя, точно так же, как уравнение для баланса энергии включает скорость выделения тепла из теплового источника. Для гетерогенной реакции скорость образования продукта входит не в дифференциальное уравнение, а в граничные условия на поверхности, где протекает реакция. [c.455]

Вначале (раздел 16.1) формулируются в общем виде правила составления баланса массы для тонкого слоя вещества и характеризуются типы граничных условий, которые могут возникнуть при решении диффузионных задач. В разделе 16.2 рассматривается процесс диффузии в неподвижной пленке, что необходимо для понимания пленочных теорий диффузионных процессов. В разделах 16.3 и 16.4 приведено несколько элементарных примеров диффузии, осложненной химической реакцией (гомогенной и гетерогенной). Эти примеры иллюстрируют роль, которую играет диффузия в химической кинетике, и важное значение наблюдаемого, как правило, различия между скоростью химической реакции и скоростью сложного диффузионно-реакционного процесса. В разделе 16.5 основное внимание уделено массообмену при принудительной конвекции, т. е. при наложении на диффузию поля скоростей. В данный раздел можно для полноты включить и массообмен при свободной конвекции, что отвечало бы обсуждению материала по теплообмену при свободной конвекции в главе 9. Наконец, в последнем разделе 16.6 рассматривается диффузия в пористых катализаторах. [c.456]