Температурный коэффициент вязкости коэффициента диффузии

Эффективность разделения зависит от свойств смеси и ее компонентов, а таюке от конструкции колонки и условий проведения опыта [55]. К основным свойствам смесей, определяющим термодиффузионный процесс разделения, относятся вязкость, коэффициент термодиффузии, обычный коэффициент диффузии, коэффициент расширения и плотность компонентов. К основным параметрам, определяющим работу колонки, относятся средняя температура, значение температурного градиента, высота и ширина щели, а также объем резервуаров наверху и внизу колонки. На процесс термодиффузии и его интенсивность оказывают влияние следующие факторы коэффициенты диффузии, средняя температура и температурный градиент определяют степень разделении в горизонтальном направлении, в то время как вязкость, коэффициент расширения и разность плотностей между компонентами, высота колонки, ширина кольцевого пространства и объем резервуаров оказывают влияние на интенсивность процесса термодиффузии. [c.392]

При исследовании абсорбции важно поддерживать определенные температурные условия, так как от температуры зависят растворимость, коэффициент диффузии, скорость реакции и вязкость жидко- [c.89]

Нижняя температурная граница применения неподвижных фаз определяется их температурами плавления и слишком высокой вязкостью. В твердом состоянии неподвижная фаза уже не обладает хорошей разделительной способностью, поэтому ее можно применять лишь при температурах выше температуры плавления. Имеется сообщение Филлипса (1958) о том, что он работал при температурах па 25° ниже температуры плавления использованного им в качестве неподвижной фазы стеарата цинка, однако число теоретических тарелок при этом было вдвое меньше, чем при работе с жидкостью. Аналогичное положение наблюдается при применении неподвижных фаз с очень высокой вязкостью. Лишь при повышении температуры и связанном с этим уменьшении вязкости можно достигнуть хорошей разделительной способности. При высокой вязкости неподвижной фазы равновесие между парообразной и жидкой фазами обычно устанавливается недостаточно быстро. Но сопротивление массопередаче в жидкой фазе не всегда зависит от ее вязкости. При применении силиконовых масел, например, стократное изменение вязкости оказывает слабое влияние на разделительную способность (Дести, 1958). Мартин (1958) принимает, что для линейных полимеров (а силиконовое масло как раз представляет собой линейный полимер) увеличение длины цепи оказывает очень слабое влияние на коэффициент диффузии небольших молекул. [c.94]

Эффективная энергия активации диффузии в полимерах и их растворах также зависит от природы растворителя Ео тем выше, чем больше температурный коэффициент вязкости растворителя. Эти зависимости, как правило, наблюдаются для членов одного гомологического ряда и сохраняются при переходе от представителей одного ряда к другому в двух случаях либо когда вязкости сравниваемых веществ значительно отличаются друг от друга, либо когда их термодинамические параметры взаимодействия с полимерами близки. [c.93]

Коэффициент диффузии в жидкости оказывает влияние на вели-,чину Н через член, учитывающий внутреннедиффузионную массопередачу, причем рост коэффициента диффузии вызывает уменьшение Н. Так как коэффициент диффузии обратно пропорционален вязкости жидкости, очевидно, что неподвижные фазы должны обладать достаточно низкой вязкостью. Обычно нижняя температурная граница применения неподвижных фаз определяется их температурой плавления и слишком высокой вязкостью. При высокой вязкости равновесие между газообразной и жидкой фазами устанавливается чрезвычайно медленно, что вызывает значительное размывание. [c.69]

Еще одной особенностью, характерной для коэффициента диффузии, является слабая зависимость его от температуры. Как следует из уравнения (12.5), температурный ход коэффициента диффузии определяется параметром Т/т]. Так как изменением температуры в обычно используемом диапазоне (270—320° К) можно пренебречь, коэффициент диффузии должен изменяться с температурой обратно пропорционально изменению вязкости среды. Поскольку вязкость не очень чувствительна к изменению температуры (несколько уменьшается при увеличении 7"), то и величина коэффи- [c.263]

Перелом температурной зависимости коэффициента диффузии и времени спии-решеточной релаксации воды. Минимум растворимости бензина в воде. Предельная температура для дноксана прн 15— 20 °С. Минимум вязкости раствора Na при 20—30 С. [c.257]

Температура оказывает определенное влияние на скорость массопередачи через коэффициенты диффузии, вязкость и поверхностное натяжение. Это приводит к изменению глубины реакционной зоны от температуры. Возможно, что путем комбинирования этих эффектов можно получить температурный коэффициент, равный 2—3, даже для процесса, контролируемого массопередачей. [c.374]

При отсутствии принудительного перемешивания вещество переносится к кристаллу диффузией и конвекцией. Обычно величина коэффициента диффузии в расплаве составляет примерно 10 см- с, так что для переноса на 1 см потребуется несколько часов. Величина температурной конвекции, как правило, составляет около 10 см/с и уменьшается с увеличением вязкости расплава. Оценка скорости конвекции в расплаве фторфлогопита при максимальной температуре 1400 °С дает следующие величины а) при центральном холодильнике (Д = 30 С) 4- см/с б) при охлаждении сверху (Д/ = 40 С) 2,6-10 см/с. Вклад конвекции в массоперенос сильно уменьшается в случае, когда охлаждается дно тигля. Уменьшение скорости переноса приводит к ухудшению питания растущего кристалла и уменьшению максимальной скорости стабильного роста. Это — один из существенных недостатков способа, при котором кристаллизация фторфлогопита начинается со дна тигля. [c.41]

Правомерность изложенных выше соображений подтверждается малой чувствительностью кажущейся энергии активации разрыва (температурного коэффициента) к напряжениям. Из рис. IV. 13 видно, что в большом интервале значений сг температурные коэффициенты и почти не зависят от напряжения. Это подтверждает предположение о решающей роли скорости диффузии среды в кинетике процесса разрушения. Некоторое увеличение значений и в области малых а по сравнению с областью больших ст можно объяснить возрастанием общего времени контакта растворителя с полимером и набуханием граничных поверхностных слоев микротрещин. Такое набухание, естественно, несколько замедляет и видоизменяет процесс проникания среды в объем материала, повышая вязкость среды в пограничных с полимером слоях. Уменьшение и при ст> 30 МПа в случае метанола и уксусной кислоты может быть объяснено соизмеримостью значений и т,. [c.157]

Активированная диффузия — весьма специфический процесс, зависящий как от подвижности, так и от растворимости вещества в твердом теле. Кроме того, капиллярный перенос происходит примерно одинаково для различных газов в том случае, если размер молекул газа соизмерим с диаметром капилляров. Температурный коэффициент расхода при ламинарном потоке газа в капилляре, обусловленный главным образом изменением вязкости газа с температурой, является отрицательным, тогда как процесс активированной диффузии характеризуется резко выраженным положительным температурным коэффициентом. Следовательно, конвективный перенос молекул газа уменьшается с повышением температуры. [c.207]

КОЙ температуре в значительной мере теряет свое значение вследствие влияния температуры на коэффициент распределения и диффузию в жидкой фазе. Поэтому, как правило, следует ожидать появления максимума на температурной зависимости эффективности разделения ктш) при некоторой температуре ко-ЛОНКИ Т"опт- Очевидно, что оптимальная температура колонки определяется свойствами колонки и различна для каждого исследуемого вещества. Поэтому выбрать наиболее благоприятную температуру колонки, подходящую для всех компонентов анализируемой пробы, можно лишь в том случае, если коэффициенты распределения компонентов мало различаются или, в более общем плане, если достаточно узок диапазон температур кипения всех компонентов пробы. Выше оптимальной температуры колонки понижение эффективности происходит исключительно за счет молекулярной диффузии. Наблюдаемое при температуре ниже оптимальной повышение эффективности разделения по мере увеличения температуры имеет место прежде всего при большей толщине пленки и более высокой вязкости (см. рис. П.20). [c.101]

Повышение температуры в большинстве случаев является эффективным средством ускорения растворения. Когда процессы растворения подчиняются диффузионной кинетике, температурный коэф )ициент их скорости практически совпадает с температурным коэффициентом диффузии при возрастании температуры на 10 К скорость растворения увеличивается в 1,5—2 раза. Повышение температуры способствует снижению вязкости раствора и, следовательно, уменьшению толщины диффузионного слоя и его сопротивления массопередаче — значение К возрастает. Помимо этого при повышении температуры возрастает растворимость Хо большинства веществ и, следовательно, увеличивается движущая сила растворения х —х, а поэтому и скорость растворения. Для веществ, растворимость которых с повышением температуры уменьшается, нагревание может не только не ускорить, но даже замедлить или совсем приостановить этот процесс. [c.37]

В гетерогенных системах влияние температуры часто является результатом температурных изменений физических свойств системы. Физические свойства, которые в первую очередь влияют на микробиологические свойства системы, — это растворимость газов, вязкость и коэффициент диффузии жидкой фазы. Растворимость кислорода играет важнейшую роль в аэробных процессах, так как в таких системах процесс переноса кислорода часто является лимитирующей стадией. Например, в идеальном [c.102]

Повышение температуры является наиболее эффективным средством, ускоряющим процессы растворения и выщелачивания. Так как процессы растворения в основном являются диффузионными, то температурный коэффициент их скорости практически совпадает с температурным коэффициентом диффузии при повышении температуры на 10 скорость растворения увеличивается в 1,5—2 раза. Повышение температуры способствует уменьшению вязкости раствора и, следовательно, уменьшению толщины диффузионного слоя и его сопротивления массопередаче. С другой стороны, при повышении температуры возрастает предельная растворимость большинства веществ хо и, следовательно, увеличивается движущая сила физического растворения хо—х, а поэтому и скорость растворения. [c.40]

К физическим свойствам топлив, определяющим скорость и полноту их испарения, относятся температура кипения или температурные пределы выкипания, упругость насыщенных паров, скрытая теплота испарения, коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность. [c.7]

Экспериментально показано [12], что нри разделении смесей смазочных масел наиболее высокоиндексный компонент концентрируется в верху противоточной колонны. Для трех исследовавшихся материалов никаких исключений из этого правила не наблюдалось. Исследования жидкого состояния, проводившиеся с применением метода термической диффузии [9, 10, 32], дают достаточно убедительные основания для того, чтобы принять в качестве критерия легкости разделения величину А Е JV , т. е. частное от деления энергии активации для вязкой текучести на молекулярный объем. Это подтверждается многочисленными примерами и но существу позволяет предполагать, что определяющим фактором при термодиффузионном разделении является температурный коэффициент вязкости. Эта теория, очевидно, наиболее широко применима в первую очередь к углеводородньш смесям. [c.30]

Измерение самодиффузии азота, т. е. диффузии N2 в N2 , масснектро-метрическим путем [264] дало е = 1,48, в хорошем согласии с величиной 1,44, получаемой из температурного коэффициента вязкости азота. В других случаях такого совпадения не оказалось. Самодиффузия Н2, Аг, Кг, Хе и др. измерялась с помощью их радиоактивных изотопов. Для иГц были применены изотопы и а для СН4 — изотопы [c.227]

Турбулизация межфазной границы может быть обусловлена- также возникающими при тепло- или массопередаче локальными изменениями поверхностного натяжения. Учет влияния концентрационных и температурных изменений поверхностного натяжения на гидродинамику вблизи межфазной границы представляет собой весьма сложную и в настоян1ее время еще не решенную задачу (необходимо исследовать устойчивость решения уравнения Навье — Стокса по отношению к малым возмущениям — локальным изменениям скорости). Пока сделаны лишь первые попытки решения этой задачи [72, 73]. В частности, показано [72], что возможность возникновения неустойчивости существенно зависит от знака гиббсовой адсорбции растворенного вещества в состоянии термодинамического равновесия, а также от соотношения между кинематическими вязкостями соприкасающихся фаз и коэффициентами диффузии веществ, которыми обмениваются эти фазы. Объяснено явление стационарной ячеистой картины конвективного движения, вызванного локальными градиентами поверхностного натяжения [73].. Дальнейшие исследования в этой области наталкиваются на серьезные математические трудности. [c.183]

Наконец, было показано, что для реакций, лимитируемых диффузией (стр. 279), значение Е . определяется температурной зависимостью коэффициента диффузии, которая, согласно формуле Стокса — Эйнштейна, связана с изменением вязкости т], а также с изменением Г/т] в зависимости от температуры. Для малых молекул в обычных растворителях лимитирование диффузией может, таким образом, приводить к энергии активации Аррениуса порядка 1—3 ккал-молъ . Однако скорости диффу- [c.287]

Коэффициент диффузии с концентрацией возрастает экспоненциально угол наклона линеаризованной зависимости связан с долей свободного объема в полимере. Этот факт был положен в основу ряда теорий, базирующихся на концепции свободного объема типа теории Дулитла, которая была удачно использована при описании температурной зависимости вязкости полимеров в области Тц < < Г < + 100 (уравнение Вильямса—Лэндела—Ферри). Эти теории и экспериментальные данные рассмотрены в работе [22в] Фуд-житой и в работе [22с] Кьюмайзом и Квеем. [c.125]

Состав и физические свойства рабочего вещества с — концентрацию примесей, V = ц/ро — коэффициент кинематической вязкости. смеси, а — коэффициент температуропроводности, ри — плотность, %,—коэффициент теплопроводности, Ср—удельную теплоемкость при постоянном давлении, О — коэффициент диффузии, Рг — коэффициент температурного расшпрення, Рс коэффициент концентрациоппого расширепия . [c.278]

Член А, так же как в уравнении ван Деемтера, учитывает вихревую диффузию и не зависит от температуры члены В и С, соответствуюш ие JMu и Си, представляют влияние молекулярной диффузии и, следовательно, замедления процесса обмена. Член В несколько увеличивается с повышением температуры. Член С, напротив, уменьшается при повышении температуры колонки вследствие температурных зависимостей коэффициента распределения и диффузии в жидкой фазе. Как правило, для эффективности разделения, отражающей суммарное изменение этих величин, наблюдают минимальное значение величины (-Н щщ) при определенной температуре колонки Topt. Очевидно, оптимальная температура определяется характеристиками хроматографической колонки и различна для каждого исследуемого вещества. По этой причине чем меньше различаются отдельные компоненты по коэффициентам распределения и чем уже область температур кипения пробы, тем легче подобрать оптимальную температуру колонки для всех компонентов анализируемой смеси. При температуре колонки Т > молекулярная диффузия определяет уменьшение эффективности разделения при повышении температуры. При Т < Тощ улучшение эффективности разделения с повышением температуры характерно для колонок с толстой пленкой и высокой вязкостью неподвижной фазы (ср. рис. 17). [c.59]

Таким образом, величина к тем больше, чем больше коэффициент диффузии О деполяризатора, площадь поверхпости S рабочего электрода и чем меньше объем V раствора деполяризатора в ячейке и толщина диффузионного слоя 8. Наибольшее влияние на этот коэффициент оказьшает увеличение соотношения S/V, это обстоятельство учитывается нри онределении онтимальньк параметров электролиза. Коэффициент О специфичен для каждого деполяризатора, по его вклад в скорости протекания электролиза можно увеличить, уменьшая вязкость раствора, нагреванием и заменой растворителя на менее вязкий (если это допустимо). Температурный градиент изменения коэффициента диффузии О от температуры равен приблизительно 2 % на 1 °С. Энергичное, равномерное неремешивание электролизируемого раствора также дает положительный эффект, так как заметно уменьшает толщину диффузионного слоя 8. [c.125]

Оба эти фактора обусловливают низкие значения температур стеклования и кристаллизации, а также малую зависимость прочности, вязкости и эластичности по-лиорганосилоксанов от температуры Аналогичное поведение наблюдается для коэффициентов диффузии и газопроницаемости, а также для температурной зависимости этих коэффициентов. [c.68]

Это выражение аналогично по форме уравнениям Стокса — Эйнштейна и Сэзерленда. Величина к 1%2 к связана с молекулярным объемом, и поэтому произведение 0 л, должно быть функцией молекулярного объема. Как известно, температурный коэффициент при диффузии больших молекул равен температурному коэффициенту вязкости растворителя следовательно, уравнение Стокса — Эйнштейна можно считать предельным случаем уравнения (V, 21). Это объясняется тем, что при диффузии больших молекул скорость определяется скачком молекулы растворителя от одного положения равновесия к другому, приводящим к перемещению диффундирующей молекулы в освобождающееся пространство. [c.174]

О =(Уб) (б7т) = (7б) (б7то)ехр(—и//сГ), где б — расстояние между рассматриваемыми двумя местами. С другой стороны, коэффициент диффузии D = кТ/блгГ. Знаменатель представляет собой стоксово выражение для трения шарообразной частицы радиуса г в среде с внутренним трением Г. Исключая D, получим Г = тоА /я/ б )ехр(гг/А Г). Это уравнение довольно хорошо описывает температурный ход вязкости в случае простых — не по-лимеризованных — веществ. [c.67]

Это уравнение предсказывает, что константа скорости реакции, лимитируемой диффузией, будет обратно пропорциональна вязкости, ее температурный коэффициент будет сравним по величине с температурным коэффициентом вязкости и, следовательно, мал по сравнению с температурным коэффициентом большинства реакций. В воде величина при 25° для т] 0,01 гег/аз составляет 0,7-10 л-молъ -сек величины в бензоле и хлороформе очень близки, а именно 0,95-10 и 1,05-10 л-леоль -сек . Все эти выводы полуколичественно согласуются с экспериментальными результатами для очень быстрых реакций. Несмотря на то что уравнение (1.8) есть не более чем приближение вследствие допущений, игнорирующих молекулярную структуру жидкости и, таким образом, не принимающих во внимание эффекты клетки растворителя (стр. 282—285), тем не менее оно дает общее представление о влиянии различных факторов. Если наблюдаемая константа скорости сравнима по величине с вычисленными значениями Ап, это является ценным указанием на то, что реакция лимитируется диффузией. Сразу видно, что скорость диффузии вообще не будет влиять на скорость реакции в пределах 1%, если константа скорости меньше чем 10 л моль сек (стр. 281) [10] ср. также [И]. [c.22]

Тушение флуоресценции антрацена процессы., лимитируемые диффузией. Измерения тушения флуоресценции в растворе интересны в связи с теорией процессов, лимитируемых диффузией, так как при их использовании можно определить большие константы скорости в растворителях с различной вязкостью и в широком температурном интервале. Для бимолекулярных реакций между незаряженными молекулами, происходящих нри каждом столкновении, приблизительная величина вычисленной константы скорости равна (8ДГ/ЗОООт]) л-молъ -сек , где т] — вязкость. Это выражение предсказывает 1) обратную зависимость скорости от вязкости 2) значение константы скорости порядка 10 л-молъ сек нри 25° в воде (т] = 0,01 пуаз) и в органических растворителях, имеющих сравнимую вязкость 3) зависимость от температуры определяется температурной зависимостью Т 1ц, что дает эффективную энергию активации в несколько килокалорий на моль. Было изучено тушение флуоресценции антрацена и его замещенных кислородом в различных органических растворителях при температурах от —50 до Н-20° при таких концентрациях, когда димеризация незначительна [17, 30, 311. Константы скорости в бензоле, ацетоне, хлороформе и т. д. лежат в интервале 2-10 —8-10 л-молъ -сек- . Эти значения с точностью до 50% согласуются со значениями, рассчитанными из простой теории диффузии нри условии, что в качестве коэффициента диффузии кислорода берут неносредственно наблюдаемую величину [5], а не значение, получаемое из уравнения Стокса — Эйнштейна, которое используется в приближенной теории (Л Г/бят г). (Для тушения двуокисью серы получены сравнимые значения, для тушения четыреххлористым углеродом и бром-бензолом они примерно в 100 раз меньше.) Растворы в различных парафиновых фракциях с вязкостью 0,03—1,9 пуаз обнаруживают зависимость от вязкости [30]. Температурные коэффициенты малы но сравнению с температурными коэффициентами боль- [c.162]

Приблизительно линейная зависимость логарифма вязкости от 1/Т показывает, что существует аналогия с уравнением Аррениуса, описывающим скорость химических реакций угол наклона прямой используют для вычисления энергии активации. Эта аналогия основана на предположении, что движению молекул препятствует энергетический барьер, некоторым образом связанный с квазиупорядоченным строением жидкости. Такой барьер, по-види,мому, существует в жидкостях с явно выраженной структурой, однако Гильдебрандт и др. [1в], используя более ранние вычисления Даймонда и Адлера [1г], недавно показали, что для простых жидкостей, где не образуются ассоциаты молекул (а также в газах с плотностью выше критической), можно вычислить абсолютную величину и температурную зависимость вязкости и коэффициента диффузии, не делая предположения о существовании активационного барьера. Вычисленные таким образом значения согласуются с экспериментальными данными в пределах 10%. [c.101]

Тот факт, что температурный коэффициент диффузии больших молекул равен температурному коэффициенту вязкости растворителя, позволяет предположить, что скорость диффузии в таких условиях определяется движением частиц растворителя. Небольшие молекулы растворителя, конечно, перемещаются мимо крупных частиц растворенного вещества в направлении, показанном на рис. 3.2 полукруглой лилией, в несколько стадий, совершая ряд перескоков между последовательными равновесными положениями. Частица растворителя должна преодолеть минимальное расстояние ягг (в правую сторону на рис. 3,2), в то время как молекулы растворенного вещества перемещаются в левую сторону приблизительно на расстояние X X,—расстояние между двумя соседними равновесными положениями молекулы растворителя). Если же молекула растворенного вещества мала (как показано, например, на рис. 3.2 пунктиром 2 ), то она должна передвигаться за каждый перескок на расстояние X справа налево. Таким образом, чтобы крупной частице растворенного вещества продиффундировать на расстояние X, для небольшой молекулы растворителя необходимо преодолеть расстояние ЯГ2, если радиус Гг молекулы растворенного вещества не слишком отличается от радиуса частиц растворителя, при этом требуется преодолеть путь длиной приблизительно X. Итак, в соответствии с этой теорией коэффициёнт диффузии 0[ крупной частицы меньше, чем коэффициент диффузии маленьких молекул Ds в согласии с выражением [c.194]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология