Модель цилиндрических капилляров. Регулярные структуры

Описание работы пористого газового электрода — сложная задача. Трудности связаны с тем, что процесс генерации тока, состоящий из целого ряда стадий, локализован в пористом катализаторе сложной структуры. Газовый электрод — это трехфазная система с распределенными параметрами, поэтому основой для его количественного описания является теория капиллярного равновесия, изложенная в гл. 4. При развитии теории газовых электродов мы будем опираться па результаты гл. 6, касающиеся процессов переноса, а также на теорию и экспериментальные данные по электрохимическим явлениям в простейших распределенных системах, которые моделируют элементарные структурные единицы пористого катализатора. После изложения основных методов описания пористых электродов проанализированы некоторые расчетные модели, а именно — модель цилиндрических капилляров, пересекающихся пор, модель уложенных сфер. Па основе решеточной модели подробно описана работа кислородного электрода. Обсуждаются характеристики электродов с регулярной структурой. [c.281]

Будем аппроксимировать пористый электрод набором цилиндрических непересекающихся капилляров постоянного радиуса г (рис. 2). Каждый капилляр частично заполнен электролитом, частично — газом. На поверхности газовой части капилляра может существовать пленка электролита. Достоинство модели состоит в том, что здесь можно просто оценить вклад различных механизмов генерации тока у трехфазной границы и определить /. Эта схема представляет также практический интерес в связи с разработкой электродов регулярной структуры [4]. [c.6]

Основной недостаток формулы (6.17) заключается в том, что она выведена для регулярной модели, тогда как реальная пористая среда является неупорядоченной. Следует подчеркнуть, что для нахождения проницаемости необходимы сведения о микроскопических свойствах потока. Выбирая определенную структуру среды, мы задаемся фактически локальными характеристиками течения. Регулярные модели, применявшиеся для нахождения проницаемости, основывались на точных решениях уравнения Навье — Стокса, которые удавалось получить для отдельной структурной единицы модели, например для цилиндрического капилляра постоянного радиуса. В действительности поровое пространство является неупорядоченным, пересеченным, и радиус пор изменяется от точки к точке. Поэтому движение жидкости в пористой среде даже нри низких числах Рейнольдса имеет много общего с турбулентным течением. Флуктуации скорости в пористой среде аналогичны пульсационной скорости турбулентного потока. Статистический подход к вычислению проницаемости развивался в целом ряде работ [10—12]. Следует отметить, что отыскание распределения пульсационной скорости весьма существенно в связи с диффузионными задачами. [c.185]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология