Массообмен перенос массы

Длина пути слияния вихрей может быть определена по модели турбулентности Тейлора. Длина пути слияния или смешения будет равна среднему пути движущегося вихря до его исчезновения и потери им индивидуальности. Этот вихрь отдает потоку свою энергию, а при массообмене переносит массу вещества. [c.108]

Полученные результаты дают представление о переносе массы в пределах той фазы, в которой происходит химическая реакция. Они могут быть использованы и для других случаев, например, когда перенос массы происходит из жидкости в газ и реакция протекает в газовой фазе или когда имеет место массообмен между двумя жидкими фазами. [c.257]

Важную роль в технологических процессах играет, как известно, явление массопереноса, т. е. явление переноса массы вещества между двумя фазами. Существует несколько теорий процесса массопереноса через межфазную поверхность. Наибольшее распространение получила пленочно-пенетрационная теория, которая утверждает, что имеет место двойственный механизм диффузии. При малом времени контакта массообмен протекает как ряд неустановившихся процессов диффузии компонента от межфазной поверхности к элементарным вихрям сплошной фазы, соприкасающимся с поверхностью и проникающим в глубь сплошной фазы. При более длительном времени контакта действует механизм молекулярной диффузии через ламинарные пограничные пленки по обе стороны раздела фаз. [c.30]

Перенос массы в неподвижной или почти неподвижной газовой смеси рассматривался в предыдущем разделе. Перенос массы в. промышленном применении обычно более сложен, так как имеет место вынужденная или свободная конвекция, которая также способствует массообмену. Когда масса переносится с твердой поверхности в поток жидкости, процесс переноса по существу концентрируется в пограничном слое. Этот процесс будет изучаться на плоской плите, помещенной в потоке с одинаковой око-ростью такой величины , что вдоль поверхности существует ламинарный пограничный слой. В -большинстве случаев процесс переноса тепла связан с переносом массы. Так, например, при испарении пара с влажной поверхности или при конденсации на поверхности тепло поглощается или выделяется на поверхности благодаря изменению фазы. Этот процесс обычно вызывает разность температур в жидкости и, следовательно, перенос тепла. [c.557]

Там же показано, что внешнедиффузионный массообмен характерен для значений Ке<1,0. Для этой стадии наблюдается существенная зависимость коэффициента массоотдачи р от средней скорости потока и, рассчитанной иа полное сечение колонны. Отметим, что при поглощении растворенных веществ область внешнего переноса массы смещена в сторону более низких чисел Рейнольдса по сравнению с числами Рейнольдса при адсорбции газов и паров. Причина этого, по-видимому, заключается в различии соотношений толщин диффузионного и гидродинамического пограничных слоев при обтекании тел газами и капельными жидкостями [2], [c.135]

Массообменные процессы, скорость которых определяется законами переноса массы из одной фазы в другую через поверхность раздела фаз. К этим процессам относятся, например, абсорбция, адсорбция, экстракция, перегонка жидкостей, сушка. Обычно на скорость переноса массы существенно влияют гидродинамические [c.12]

Кроме того, знание разности равновесных и рабочих концентраций позволяет определить движущую силу переноса массы, что необходимо для расчета скорости процесса массопереноса. Методы расчета движущей силы массопереноса приведены в разделе Массообменные процессы и аппараты . [c.31]

Наиболее полную информацию о гидродинамической структуре потока можно получить, если известна мгновенная скорость потока в любой точке аппарата или его модели, т.е. если известно поле скоростей в потоке. Однако провести такие измерения обычно чрезвычайно сложно, а часто практически невозможно. Более того, подобные эксперименты зачастую проводить нерационально из-за трудности обработки полученной таким путем информации о гидродинамической структуре потоков совместно с уравнениями переноса массы и энергии (для тепло- и массообменных процессов). [c.81]

При анализе массообменных процессов будем исходить из условия состояния границы контакта фаз, что существенно различает механизмы процессов переноса массы. По этому принципу массообменные процессы подразделяют на массопередачу в системах со свободной границей раздела фаз (газ-жидкость, пар-жидкость, жидкость-жидкость), массопередачу в системах с неподвижной поверхностью контакта фаз (системы газ-твердое тело, пар-твердое тело, жидкость-твердое тело) и массопередачу через полупроницаемые перегородки (мембраны). [c.9]

К массообменным процессам с участием жидкой (газовой или паровой) и твердой фаз относят адсорбцию, ионный обмен, сушку, растворение, экстракцию из твердого тела, кристаллизацию. К специфическим особенностям этих процессов следует отнести нестационарность массопереноса и многообразие элементарных механизмов переноса массы в твердой фазе. [c.178]

Аппараты, используемые для проведения процесса экстракции, называются экстракторами. Время пребывания жидкостей в них определяется в большинстве случаев скоростью переноса массы из одной фазы в другую за счет взаимодействующих между собой процессов молекулярной и конвективной диффузии. Именно поэтому процесс экстракции относится к классу массообменных процессов химической технологии. Причины возникновения диффузионного потока рассмотрены в 1.4.1. Скорость процесса молекулярной диффузии в жидкостях очень мала, поэтому основная функция аппаратов для проведения процесса экстракции заключается в том, чтобы максимально интенсифицировать процесс массопереноса. Принципы и способы такой интенсификации, вытекающие из теории массопереноса, которая подробно рассматривается в разделе 5, достаточно хорошо известны. [c.36]

Современный этап развития научных исследований в области основных процессов и аппаратов хими ческой технологии характеризуется широким использованием представлений и методов таких естественнонаучных дисциплин, как гидромеханика, термодинамика необратимых процессов, статистическая физика, а также других разделов физики. Это обусловлено тем, что основу теоретического анализа процессов химической технологии составляет описание процессов переноса массы, тепла, а также количества движения в одно- и многофазных средах. Закономерности, которым подчиняются эти процессы переноса, изучаются с помощью фундаментальных методов, разработанных в указанных выше разделах механики и физики. Без применения этих методов невозможно дальнейшее развитие научных представлений о механизме протекания тепло- и массообменных, а также химических процессов, которые осуществляются в химико-технологи-ческих аппаратах, а следовательно, и разработка более точных методов расчета этих процессов. [c.5]

Значительное место среди важнейших процессов химической технологии занимает группа массообменных процессов в системах твердая фаза — жидкость и твердая фаза — газ или пар (растворение, экстрагирование, кристаллизация из растворов, адсорбция, ионный обмен, термическая сушка), которые имеют много общего в характере межфазного взаимодействия и внутреннего переноса массы в частицах дисперсного материала. [c.5]

Скорость основных массообменных процессов в системах с твердой фазой зависит от интенсивности переноса массы вещества целевого компонента между твердой и жидкой или газовой фазами. Это относится к процессам растворения, экстрагирования из пористых твердых материалов, кристаллизации из растворов, адсорбции и к сушке капиллярно-пористых материалов. [c.17]

Первое слагаемое правой части уравнения (12-1) учитывает перенос массы потоком жидкой фазы, второе — продольное перемешивание фаз, третье — массообменные процессы, протекающие в аппарате. [c.100]

Массообменом или массопереносом называют процессы переноса массы какого-либо вещества (целевого компонента) или веществ из одной точки пространства в другую. Массообменные процессы широко используются в химической и смежных отраслях промышленности для разделения жидких и газовых гомогенных смесей, их концентрирования, очистки промышленных потоков от нежелательных примесей, улавливания ценных компонентов и т. п. [c.338]

Разные по переносимым веществам (компонентам) и условиям реализации процессы массопереноса имеют, однако, много общего, что позволяет использовать единые методы анализа большинства процессов переноса массы самых разнообразных веществ и аналогичные способы расчета многочисленных массообменных аппаратов. [c.340]

Изучение процессов переноса массы целевого компонента дает возможность получить ответ на вопрос о том, какова скорость переноса компонента из одной фазы в другую через поверхность раздела этих фаз и какова должна быть необходимая поверхность массопереноса в соответствующем массообменном аппарате. [c.345]

Конвективным и диффузионным механизмами и исчерпываются элементарные виды переноса массы целевого компонента. Аналог лучистому переносу энергии (3.4) в массообменных процессах практически отсутствует, если не считать перенос массы электромагнитного излучения, что не существенно для промышленных процессов. [c.347]

Критерии диффузионного (массообменного) подобия получаются из основного дифференциального уравнения (5.12) переноса массы компонента в однофазном потоке, которое для вывода из него критериев подобия записывается в упрощенной, одномерной форме с заменой обозначения пространственной координаты на I. Тогда вместо уравнения (5.12) запишем [c.358]

Интенсивность переноса массы целевого компонента из исходного растворителя в экстрагент через поверхность раздела фаз следует рассматривать как частный случай кинетики массообменных процессов, описанной в гл. 5. [c.459]

Процесс кристаллизации, в результате которого растворенное вещество выделяется на поверхности растущих кристаллов, обычно происходит в два последовательных этапа перенос кристаллизующегося вещества из основной массы раствора к поверхности кристаллизации и процесс собственно кристаллизации, т. е. включение молекул вещества в растущую кристаллическую решетку. Как и в большинстве массообменных процессов, итоговая скорость переноса целевого компонента здесь обратно пропорциональна сумме сопротивлений переносу массы от раствора к поверхности и собственно кристаллизации. [c.497]

Массообмен. Перенос массы в направлении поверхности соприкосновения фаз может происходить в результате молекулярной диффузии и конвекции, вызва.нной гидростатическими силами, течением потока или использованием перемешивающих устройств. Отдельный случай представляет собой движение турбулентного потока, в котором можно различить две зоны ламинарную (слой около поверхности соприкосновения фаз — пограничный слой) и турбулентную (в глубине фазы — ядро потока). В ламинарном слое вещество переносится главным образом молекулярной диффузией, а в турбулентной зоне в основном вследствие завихрений и флуктуаций локальной скорости движения потока. Считая, что в турбулентной зоне концентрация практически выравнивается, перенос массы в такой системе можно представить как молекулярную диффузию через пограничный ламинарный слой с эффективной (приведенной) толщиной. Перенос вещества до границы раздела фаз называется массоотдачей. [c.244]

В приведенных выше примерах следует совместно рассматривать перенос вещества и тепла. Строго говоря, не сущест ет полной аналогии в переносе вещества и тепла от слоя к стенке или от ожижающего агента к твердым частицам При массообмене твердые частицы инертны и лишь способстеуют турбулизации, периодически разрушая пограничную пленку при теплообмене они сами переносят тепло от горячих вон к более холодным. Однако время контакта между твердой частицей и стенкой (или между частицами) и время пребывания частицы в пограничной пленке около теплообменной поверхности, по-видимому, столь мало, что в большинстее случаев не наблюдается существенных отклонений от рассматриваемой аналогии . Поэтому в ходе дальнейшего изложения мы используем опытные данные по теплообмену применительно к переносу массы. [c.377]

Поскольку в аппаратах с твердым катализатором реакция идет на поверхностп последнего, то перенос массы на границе фаз протекает в отсутствие химической реакции. Поэтому для определения значений коэффициентов межфазного переноса в аппаратах с суспендированным катализатором, где велика доля жидкой фазы, инертной в отношении химической реакции, можно пользоваться формулами, принятыми для расчета массообменных аппаратов, например приведенными в монографии [30]. Для неподвижного слоя катализатора за неимением более точных и обоснованных выражений в первом приближении, видимо, можно к значениям коэффициентов переноса,рассчитанным без учета химической реакции, вводить поправочные коэффициенты, учитывающие этот последний фактор аналогично тому, как это делается, например, в работах [31] и [32]. [c.306]

Как видно из (1.63), (1.64), по сравнению с перекрестными эффектами, развивающимися в однофазных системах [42] (например, эффекты Соре, Дюфура и др.), в случае многофазных многокомпонентных систем (с химическими реакциями, фазовыми превращениями, тепло- и массообменом), подчиняющихся модели взаимопроникающих континуумов, спектр перекрестных эффектов значительно расширяется. Так, на величину диффузионных и тепловых потоков в пределах фазы оказывает влияние относительное движение фаз (коэффициенты ап зи > / 2п+зд)- Поток тепла 5,12) между фазами определяется не только разностью температур фаз, но и движущими силами межфазного переноса массы (коэффициенты i,2jv+2.....2Л42П+1) и химических превращений (коэффициенты, 121 > 2jv+i). Скорость транспорта вещества к-то компонента между фазами определяется прежде всего движущей силой межфазного массопереноса, состоящей из трех частей разности потенциалов Планка (V-ik [c.59]

Уравнения, описывающие перенос массы в насадочном абсорбере при постоянном расходе фаз, имеют вид (1.2.30), (1.2.31). В данном случае под концентрацией 0/. следует понимать концентрацию индикатора, введенного в жидкую фазу. Поскольку индикатор не участвует ни в каких массобменных процессах, движущая сила 0д —0д(0 ) массообменного процесса и концентрация 00 индикатора равны 0. Вследствие этого уравнения (2.1.30), (2.1.31) сводятся к уравнению вида [c.289]

Особенности массообменных эффектов в БТС связаны с процессами ферментации, когда одновременно с ростом и развитием популяции микроорганизмов осуществляется перенос массы (транспорт питательных веществ и продуктов метаболизма) и энергии (поглощение и выделение тепла при биохимических превращениях в многофазной системе). Модели, описывающие процессы массообмена в биохимическом реакторе, являются макросоставляющими общей математической модели биореактора в целом. Скорость потребления питательных веществ в процессе роста микроорганизмов определяется, с одной стороны, скоростью их биохимического превращения, а с другой,— скоростью переноса веществ к клеткам. [c.82]

МАССООБМЕН, необратимый перенос массы компонента смеси в пределах одной или неск. фаз. Осуществляется в результате хаотич. движения молекул (мол. диффузия), макроскопич. движения всей среды (конвективный перенос), а в турбулентных потоках-также в результате хаотич. движения вихрей разл. размера. М. включает массоотдачу (перенос в-ва от границы раздела в глубь фазы) имассопе-редачу (перенос в-ва из одной фазы в другую через пов-сть раздела фаз). Различают эквимолярный М. (напр., ректификация), при к-ром через пов-сть раздела фаз в противоположных направлениях переносится одинаковое кол-во компонентов, и веэквимолярный (напр., абсорбция). [c.653]

При изучении динамики адсорбции в таких аппаратах, когда ожижающим агентом служила паро-газовая смесь, установлено 66], что время защитного действия псевдоожиженного слоя периодического действия практически равно пулю. Коэффициент перемешивания частиц в пссвдоожнженном слое, создаваемом газовым потоком, сильно отличается от соответствующего коэффициента в системе жидкость — твердое тело [41]. Хорошее перемешивание твердой фазы в этом случае приводит к тому, что частицы находятся примерно одинаковое время в лю-йом участке реактора. Если стадией, определяющей процесс, является внешний перенос массы, то массообмен в такой системе закапчивается на небольшой высоте (примерно 5— 10 диаметров зерна) от газораспределительной решетки. При адсорбции газов и паров характерны резкий экспоненциальный профиль распределения концентрации вещества по высоте слоя и постоянство величины адсорбции во всех точках слоя. Следствием этого и являются пренебрежимо малая потеря времени защитного действия слоя и линейиая зависимость величины /пр от 1в в системе газ — твердое тело. [c.138]

Общрш термином массоперенос называют процессы переноса массы какого-либо вещества (растворенного компонента) или нескольких веществ из одной точки пространства в другую как в пределах одной фазы, так и в многофазной среде. Под массообменом чаще понимают процессы переноса растворенного компонента из одной фазы в дру1ую вблизи гранищ.1 раздела фаз. [c.265]

Массоотдача при ламинарном движении жидкости. Массоотдачу при ламинарном режиме движения жидкости можно рассчитать путем совместного решения уравнений переноса массы (I. 147) и количества движения (I. 142) с учетом начальных и граничных условий. Такое решение возможно, если жидкость ограничена фиксированной поверхностью. Даже для случаев, когда эта поверхность имеет простую форму, аналитическое решение оказывается возможным при введении ряда упрощающих допущений. Ниже рассматривается массоотдача от стенки к жидкости при движении последней в плоском и цилиндрическом каналах, а также при обтекании сферической частицы. С массоотдачей к жидкости, движущейся в плоском и цилиндрическом каналах, приходится иметь дело при расчете различных теплообменных и массообменных аппаратов, Массоотдача при обтекании сферических частиц встречается во многих процессах массопередачи — экстракции, ректификации, выщелачивании, распылительной сушке и т, д. [c.414]

Отсюда следует, что в фундаментальном уравнении (1.22.16) первое слагаемое связано с термическим взаимодействием между системой и окружающей средой (самопроизвольный и вынужденный переносы энтропии через контрольную поверхность системы) и с диссипативными эффектами при химическом превращении (генерирование энтропии внутри системы), второе слагаемое—с механическим взаимодействием между системой и окружающей средой (самопроизвольный перенос объема через контрольную поверхность системы), третье слагаемое — с электрическим взаимодействием между системой и окружающей средой (самопроизвольный и вынужденный переносы электрического заряда через контрольную поверхность системы) и четвертое слагаемое — с массообменом между системой и окружающей средой (самопроизвольный и вынужденный переносы масс компонентов через контрольную поверхность системы) и с массообменом между компонентами — подсистемами (самопроизвольный и вынунеденный переносы масс субкомпонентов через границы подсистем). [c.63]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология