Диффузия физическая

Несмотря на недостатки теории Нернста—Бруннера (невозмож-лссть теоретического расчета предельной плотности тока, физическая несостоятельность модели диффузионного слоя), потребовалось почти сорок лет для создания новой, более совершенной теории диффузионного перенапряжения. Успехи в этом направлении были, до тигнуты благодаря применению к явлениям диффузии основных положений тепло- и массопередачи, в частности законов гидродии , [c.311]

Дальнейший шаг в развитии представлений о механизме распространения пламени был сделан с появлением диффузионных теорий. В основе этих теорий лежит предположение, что скорость распространения пламени является функцией скорости диффузии активных центров из зоны горения в свежую смесь. При этом считают, что по аналогии с самовоспламенением горение является цепным процессом, скорость которого должна существенно зависеть от концентрации активных центров. В диффузионных теориях, как и в тепловых, считается, что на скорость распространения пламени определяющее влияние оказывают физические свойства смеси. Роль химических факторов в этих теориях учитывается лишь введением члена с аррениусовской зависимостью скорости горения от температуры пламени. [c.120]

Сопоставление данных по гидравлическому сопротивлению, теплоотдаче к поверхности зернистого слоя, диффузии и продольному перемешиванию при течении (см. последующие главы) позволяет более ясно понять физическую природу движения жидкости в зернистом слое при различных значениях критерия Рейнольдса. Как и в трубах, при малых значениях Ке пограничный слой заполняет все сечение поровых каналов и распределение скоростей существенно зависит от формы канала, С ростом же Ке пограничный слой сжимается и взаимодействие потока с зернистым слоем (гидравлическое сопротивление) начинает главным образом определяться формой отдельного элемента и характером его поверхности. [c.70]

При исследовании механизма абсорбции в любых газожидкостных системах наибольшую трудность вызывает расшифровка кинетики абсорбции, в частности достаточно адекватный учет диффузии вещества в газовой и жидкой фазах. Задача заключается в таком моделировании диффузионных процессов, протекающих как внутри фаз, так и на границе раздела, которое бы позволило достаточно полно отразить факторы, влияющие на массоотдачу. Известные модели переноса вещества (модели Уитмена — Льюиса, Хигби, Данквертса и др. [6, 28, 29]) не только труднореализуемы в связи со сложными решениями математических уравнений, но и не учитывают многие из этих факторов. На кинетику абсорбции влияют коэффициент диффузии, физические свойства газов и жидкостей, термодинамические параметры процесса, концентрация компонентов, направление массопередачи, вибрация и пульсация, эффект Марангони и т. д. Многочисленные исследования влияния этих [c.69]

В книге детально рассмотрены модели физической абсорбции, приведено математическое описание диффузии с химической реакцией, проанализированы конкретные примеры газо-жидкостных реакционных систем, включая промышленные процессы (абсорбция двуокиси углерода буферными растворами, растворами щелочей, аминов, химическая абсорбция сероводорода). [c.4]

Скорость диффузии можно представить в виде условия, когда время реакции, определенное по уравнению (19), намного больше 8 10. Поэтому условием реакции в пленке следует пренебречь. Сравнение уравнений (5) и (29) показывает, что величина ЬЧО равна времени диффузии, если б и вычислены по значениям коэффициента физической абсорбции. [c.27]

К. молекулярной диффузии. Физическая константа, характеризующая молекулярную диффузию в СИ имеет размерность [м с ]. [c.210]

Резюмируя рассмотренный случай, отметим, что продольная диффузия является лимитирующей кинетической стадией в начале динамического сорбционного опыта, причем ширина зоны влияния продольной диффузии зависит от сорбционных свойств системы. Этот вывод неочевиден, поскольку продольная диффузия физически объясняется гидродинамическими факторами. В пределах зоны влияния продольной диффузии решение совпадает с функцией (3.42) и в случае малых А асимптотически переходит в решение при внешнедиффузионной кинетике. [c.153]

Однако с повышением температуры расхождение между численными значениями экспериментальной и рассчитанной теоретически констант скорости становится все меньше, так как энергия активации реакции значительно превышает энергию активации диффузии. Физический смысл этого соотношения энергий активации заключается в том, что с повышением температуры поверхностные пленки становятся тоньше и комплексообразование ионов железа и тиомочевины все менее интенсивно. [c.108]

Поскольку основная цель диффузионных исследований заключается в объяснении измеренных скоростей компонентов, исходя из особенностей молекулярного строения вещества необходимо ясно определить условия опыта. Ниже приводятся определения, предложенные Даркеном [102] и Хартли и Крайком [96, 158], которые использовали для характеристики бинарной смеси (раствор [47]) пять коэффициентов диффузии физический смысл этих коэффициентов, измеренных при различных условиях, обсуждался многими авторами [37, 76, 98, 162, 198]. Бирман [47] оспаривал значимость и однозначность понятия о коэффициенте внутренней диффузии и предложил статистико-механическую теорию, которая подробно изложена в его статье. [c.237]

Уравнение (10.28) имеет следующий физический смысл. При крайне быстрой реакции, как только начинается абсорбция, так реакция немедленно приводит к равновесию и процесс может рассматриваться как диффузия реагента и продукта реакции, акция в этом случае протекает как бы при последовательном чередовании указанных стадий. Наконец, при К- оо (необратимая реакция) [c.119]

Хотя для описания кинетики цепных разветвленных взрывных реакций есть различные механизмы, совершенно отличные от чисто тепловых взрывов, формально зависимости пределов воспламенения от температуры совпадают. Механизм распространения разветвленного взрыва в виде медленной волны горения должен быть связан скорее о диффузией радикалов, ведущих цепь, а не с диффузией тепла. Зельдович [54] показал, что в первом приближении можно считать, что градиенты концентрации и температуры пропорциональны друг другу. В этих условиях формальные уравнения для распространения волны будут одинаковы для обоих механизмов взрыва и совершенно независимо от цепного механизма градиенты концентрации и температур в пламени будут пропорциональны друг другу во всех точках. С физической точки зрения это вполне вероятный результат, потому что наиболее резкие перепады температур должны проявляться там, где скорость реакции наибольшая, что в свою очередь вызывает образование максимальных концентраций продуктов. [c.399]

Процесс, в котором наиболее медленной стадией является подвод реагирующих компонентов или отвод продуктов реакции, протекает в диффузионной области. Это характерно для гетерогенных систем. Константа скорости процесса к в этом случае определяется как к = 0 8, где О — коэффициент диффузии б — толщина диффузионного слоя, зависящая от многих переменных. Для ускорения процессов увеличивают диффузию путем усиленного перемешивания, повышения скорости потоков взаимодействующих фаз, изменения условий, влияющих на вязкость, плотность и другие физические свойства среды. [c.90]

Диффузия одного или нескольких реагентов из объема фазы 1 к границе раздела фаз. На границе раздела фаз можно предположить установление физического равновесия во всех случаях, когда концентрации реагентов вблизи границы в обеих фазах конечны. [c.13]

Выше было показано, что пенетрационная теория приводит к приемлемым выражениям для коэффициента абсорбции, таким как уравнения (21) и (28). Оба уравнения могут быть приведены к форме (29), которая определяет время диффузии 1о. По физическому смыслу последнее является средним возрастом элементов поверхности жидкости, т. е. промежутком времени, достаточным для полного перемешивания. [c.20]

Очевидно, пленочная теория переоценивает влияние коэффициентов диффузии, как это наблюдается в определении коэффициентов физической абсорбции. Тем не менее, уравнение (1.34) соответствует точному решению при = 02. [c.30]

Как и у индивидуальных жидкостей, в жидких растворах тепловое движение частиц представляет собой колебания около временных положений равновесия в комплексах и скачкообразные перемещения из данного комплекса в соседний. Это скачкообразное перемещение частиц сближает жидкие и газовые растворы (физические смеси) и обусловливает диффузию, благодаря чему создается и поддерживается одинаковая концентрация растворенного вещества во сем объеме раствора. Обычно растворенное вещество распределя- [c.130]

Очень важным свойством решения уравнения (5.9), даже в его общей форме, является то, что отношение скоростей химической и физической абсорбции не зависит от времени диффузии. Это объясняется тем, что при увеличении скорости абсорбции, вследствие химической реакции, стадии, лимитирующие скорость процесса, меняются местами. При повышении скорости абсорбции за счет химической реакции стадией, лимитирующей скорость процесса, становится диффузия второго реагента из объема жидкости по направлению к границе раздела фаз, а не диффузия абсорбированного компонента от границы раздела в объем жидкости, или иными словами, первый процесс протекает при более высокой общей движущей силе. [c.62]

В пленочной теории переоценивается влияние молекулярной диффузии для рассмотренного случая, но эта переоценка наблюдается и при рассмотрении с позиций этой теории физической абсорбции. Конечно, когда уравнение пленочной теории [c.62]

Данная обработка показывает, что абсорбция каждого газа уменьшает скорость абсорбции другого газа. Таким образом, в отличие от физической абсорбции, скорости здесь не аддитивны. Это становится понятным, если учесть, что стадией, опр.еделяющей скорость процесса, является диффузия жидкого реагента. В частности, если ( >i)i — (bi)2, то скорость абсорбции двух газов будет такой же, как одного газа, для которого поверхностная концентрация равна + (с 2- Результаты обработки можно легко распространить на случай произвольного числа газов- Однако такое распространение не представляет особого интереса, так как пока не был исследован ни один процесс, для которого следовало бы рассматривать хотя бы два газа. . [c.115]

Физическая модель. В основе ее лежит допущение, заключающееся в том, что реакционный объем считается квазигомогенным, а вещество и тепло переносится за счет диффузии и теплопроводности с некоторыми эффективными коэффициентами диффузии и температуропроводности а ,. По своей сущности эти эффективные коэффициенты и соответствующие истинные (молекулярные) коэффициенты неодинаковы, так как физическая природа молекулярной диффузии существенно отличается от природы турбулентного и смесительного переносов, обусловленных перемещением макроскопических объемов жидкости или газа, которые смешиваются с основным материальным потоком, имея иную от него степень превращения. [c.39]

Аналоговое моделирование основано на аналогиях, существующих в описании некоторых фильтрационных процессов с другими физическими явлениями (диффузией, процессом переноса тепла, электрического тока и т.д.). Основная причина существования аналогий-это однотипность уравнений, описывающих физические процессы различной природы. Аналогия устанавливается на основании того факта, что характеристические уравнения (например, закон Дарси и закон Ома) выражают одни и те же принципы сохранения (массы, импульса, энергии, электричества и т.п.), лежащие в основе многих физических явлений. Существующие аналогии позволяют разрабатывать аналоговые модели. [c.376]

Так, при турбулентном режиме течения жидкости (газа) перенос вещества в потоке начинает определяться беспорядочными турбулентными пульсациями ( вихрями ) и интенсивность перемешивания характеризуется некоторым коэффициентом турбулентной диффузии Отурб. Его значение не зависит непосредственно от физических свойств вещества потока [6, стр. 149] и является функцией его средней скорости й и характерного линейного размера L, т. е. [c.87]

Применяя эти условия к уравнениям диффузии, следует помнить, что они представляют собой лишь нрпблилеения в рамках обычных ограничений теории диффузии физически очевидных условий внутри и на границе реакторной системы, сформулиованных в начале параграфа. [c.128]

Модель, у читыв аюгцая поверхностную диффузию физически адсорбированных атомов использовалась в [60] при интерпретации экспериментальных данных, полученных в диффузионной трубе. При этом рассматривались атомы только одного сорта и нренебрегалось их взаимодействием с химически активными центрами поверхности. Гетерогенные каталитические реакции с участием нескольких физически адсорбированных частиц учитывались в [170] при исследовании химического состава у поверхности космического аппарата, движугце-гося по стационарной орбите. [c.147]

Для практического использования уравнения (1.73) необходимо знать граничные условия при интегрир0ва11ии дифференциальных уравнений, определяющих величину тензора А. Поэтому применительно к пористой среде имеются лишь решения в общей форме. В силу того, что пространство между отдельными зернами изобилует резкими сужениями и расширениями, соединенными между собой при течении жидкости в пористой среде, коэффициенты общей диффузии физически представляют только как величины, осредняющие процесс по площади поперечного сечения и объему пространства ( >1). Если сделать допущение, что скорость жидкости (газа) по зернистому слою и коэффициенты 01 являются величинами постоянными, то в цилиндрических координатах согласно выражению (1.49) имеем [c.36]

Однако нет нужды прослеживать полный путь, совершаемый молекулой во время диффузии в поре. Достаточно определить скорость потока молекул через данное сечение поры, когда известен градиент концентраций в данной точке. Форма уравнения скорости зависит от трех факторов 1) величины радиуса поры по сравнению с длиной среднего свободного пробега молекул между молекулярными столкновениями 2) различия давления по длине поры, что может вызвать поток молекул внутрь поры или из нее 3) влиягшя в определенных условиях поверхностной диффузии физически адсорбированного слоя по стенкам поры. [c.494]

Для коллоидно-химических процессов, лежащих в основе производства смазок, важна скорость их протекания, в зависимости от которой могут ослабляться (усиливаться) различные явления и изменяться механизм действия добавок. Мицелло- и структурообразование мыльных загустителей сопровождается разнообразными процессами, протекающими с высокими скоростями последовательно или параллельно (диффузия, физическая или химическая адсорбция и т. п.). В связи с этим использование добавок и их сочетаний выдвигает ряд новых технологических проблем в производстве смазок, к которым относятся 1) стадия приготовления смазки, способ и последовательность введения добавки 2) максимально допустимая температура и продолжительность нагрева, 3) оптимальный режим охлаждения расплава [c.215]

Цель этой главы - исследовать дополнительные факторы, влияющие па параметры подземного массопереноса, а именно, на гидродисперсию. Явление дисперсии примеси фильтрационным потоком аналогично турбулентной диффузии. Физическая сущность неремешивания в обоих случаях одна и та же - корреляция флуктуаций концентрации и скорости несущего потока. В случае фильтрации последние обусловлены сложной геометрией норового пространства. [c.50]

Таким же образом может быть обработана химическая абсорбция с реакцией первого порядка в режиме перехода от медленной к быстрой реакции. Решение этой задачи было проведено Астарита [22]. Пленочный односферный абсорбер хотя и более сложен, чем пленочная колонна, однако весьма удобен в работе теоретический расчет скоростей физической абсорбции хорошо подтверждается экспериментом [23], а вторичные эффекты малозначительны. Поверхность раздела фаз в нем составляет 10—40 м и время диффузии 0,1—1 сек. Одно экспериментальное исследование химической абсорбции в переходном режиме от медленной реакции к быстрой обращает на себя внимание ошибочной математической обработкой [24] исследования в режиме медленной реакции были успешными [25]. [c.95]

В действительности коэффициент диффузии и физическая растворимость абсорбируемого компонента в реакционном растворе редко известны априори, так как их величины не совпадают с величинами для чистого растворителя (последний может быть вообще полностью смешивающимся). Конечно, определенная таким образом величина с ( ),) " имеет физический смысл только в том случае, когда реакция, действительно, соответствует первому порядку, но онять-таки эта величина может использоваться для определения поверхности раздела фаз в исследуемом абсорбере при условии, что парциальное давление газа останется тем же, что и в лабораторных экспериментах. [c.98]

Эквивалентное время диффузии при. чимической абсорбции больше, чем для физической абсорбции отсюда, скорости абсорбции несколько ниже определяемых уравнением (9.23). [c.110]

Гоеттлер и Пигфорд [4] исследовали рассматриваемую в этой главе проблему в режимах быстрой реакции и в переходном режиме от быстрой к мгновенной реакции. Был рассмотрен ряд проме-, жуточных случаев, поскольку реагируют два газа, которые могут иметь различные значения констант скорости k . Действительно, если константы скорости сильно различаются, то при промежуточных значениях времени диффузии для обоих газов может реализоваться не один и тот же режим абсорбции. В частности, если условия мгновенной реакции применимы только для одного газа, то концентрация b жидкого реагента в окрестности границы раздела фаз равна нулю, но другой газ диффундирует за фронтальную плоскость реакции. Привлеченный для решения этой проблемы математический аппарат довольно сложен и Гоетлером и Пигфордом быЛо получено только численное решение для выбранного ряда значений величин, подходящих безразмерных параметров. Общее поведение пока описывается лишь качественно, просто на основе известных физических представлений. [c.115]

Хикита использовал ламинарноструйный абсорбер и пленочную колонну, что позволило оперировать с интервалом значений от 0,0016 до 1,5 сек. Оба абсорбера могут работать и в интервале от 0,02 до 0,06 сек. Предварительной серией опытов по физической абсорбции, скорректированных на концевые фe ты, показано полное согласование с теорией. Величина ]/ сй 0 пропорциональна для всего диапазона времени диффузии. [c.141]

К сожалению, введение нестационарности в многочисленных теориях, претендующих на общее описание механизма массоиередачи, не базируется на ясных физических представлениях, приводящих к уравнению (16,4), а основывается на конструировании произвольных гидродинамических моделей, предлагаемых с единственной целью — обосновать применение уравнения нестационарной диффузии. [c.172]

Физически интерпретация этой зависимости сводится к следуюш,ему. Предположим, что реактор разделен на N частей равной длины L/N. Для этой длины среднее время пребывания равно LINw, а время переноса (диффузии) частиц постоянно и равно L AUDI N . Очевидно, когда равенство (IV.62) выдерживается, оба времени равны. [c.104]

Как видно из изложенного выше, значительная часть существующих в настоящее время теорий массопередачн (таких как теории проницания и обновления поверхности и их различные модификации) основана на слишком грубых упрощениях и подменяет учет конкретных гидродинамических условий введением не поддающихся расчету и ненаблюдаемых параметров. Перспективной представляется только теория диффузионного пограничного слоя, позволяющая путем физически обоснованных упрощений преодолеть математические трудности, связанные с решением уравнения конвективной диффузии, и разумно родойти к описанию турбулентного режима массопередачи. Несмотря" на [c.183]

Проведенное рассмотрение продемонстрировало большое влияние таких физических свойств системы, как плотность, вязкость н коэффициент диффузии в жидкости, на к. н. д. тарелки. Определенную роль при этом играют и такие факторы, как т и g G, равно как и конструктивные особенности тарелки — высота сливной перегородки, путь движения флегмы по тарелке, расстояние хмежду тарелками. В той мере, в какой это было доступно, влияние этих факторов учтено в изложенной выше методике расчета к. п. д. тарелки. Однако во всех случаях, когда имеются достаточно надежные опытные данные, следует пользоваться ими. [c.218]

Физический смысл коэффициента диффузии найдется, если в уравнении закона Фика положить Ga, х и Са, — С g) равными единице. Очевидно, коэффициент диффузии ранен тому числу молей данного комнонента, которое в единицу времени диффундирует через единицу поверхности в условиях, когда паденио его концентрации па единице длины в направлении диффузии составляет 1 моль1м . [c.67]

В зависимости от взаимной растворимости реагентов и продуктов реакции химические п физические реакции в твердых телах (или между твердыми телами) могут сопровождаться фазовыми переходами. Для большинства реакций твердых тел процесс диффузии является достаточно медленным и он становится лимитирующим. Процесс же образования центров зарождения не является в этих случаях существенным, как было показано на примере реакции СоО -Ь ZnO, ведущей к образованию смешанных окислов [91], и реакции KG1 + sBr [92]. О диффузии твердых галогеиидов щелочных металлов см. [93]. [c.560]

В зарубежной литературе последних лет появились ряд публикаций, посвященных вопросам поиска оптимальной поровой структуры катализаторов для процессов каталитического гидрооблагораживання нефтяных остатков с применением математических методов, основанных на принципах диффузионной кинетики [60, 61, 62]. Наиболее интересные результаты получены на баае развиваемых в последнее время представлений о протекании основных реакций в режиме конфигурационной диффузии. Учитывая большое влияние на эффективность используемых катализаторов накопления в порах отложений кокса и металлов, необратимо снижающих активность катализаторов, наибольшее внимание уделяется анализу закономерностей изменения физико-химических свойств гранул катализатора в процессе длительной эксплуатации. В качестве примера рассмотрим результаты анализа влияния размера пор катализаторов на скорость деметаллизации нефтяных остатков [60]. Авторы предложили следующую зависимость для определения скорости деметаллизации с учетом физических свойств катализатора и времени его работь [c.83]

Важнейшими показателями, характеризующими испаряемость топлив, являются давление насыщенных паров и фракционный состав. В связи с тем что процессы испарения, как правило, сопровождаются тепломассообменом, испаряемость зависит и от таких теплофизических и физических характеристик, как энтальпия, теплоемкость, теплопроводность, теплота парообразования, коэффициент диффузии, вязкость, поверхностное натяжение, фуггитивность. [c.99]

Из табл. 3.2 видно, что введение в смесь O-bOj незначительных количеств присадок, практически не изменяющих физических свойств смеси, в том числе теплопроводности и диффузии, резко изменяет значение я- Это становится понятным, если учесть отмеченную выше зависимость u =f (ипогл)- Присадки, повышающие скорость распространения пламени, способствуют более [c.123]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология