Диффузия радиальная

В стационарном поле концентраций в зернистом слое определяется коэффициент радиальной диффузии. При этом в слое должны находиться постоянные источники вещества (примеси). На рис. III. 4 показаны схемы организации экспериментов при. подаче примеси а) в один из параллельных потоков в зернистом слое б) из точечного источника. [c.93]

В реальном трубчатом реакторе появляется не только профиль скоростей в радиальном направлении, но и диффузия в продольном направлении. Чем больше отношение d L, тем больше отклонения от случая полного вытеснения, причем одни частицы очень быстро проходят через реактор, а другие, напротив, остаются в нем длительное время. Крайний случай представляет изображенный на рис. 11-5 непрерывнодействующий промышленный реактор смешения. Продольная диффузия является характерным явлением для реакторов этого типа. Измеряют ее с помощью модифицированного критерия Рейнольдса Re [c.207]

Результаты определения коэффициента радиальной диффузии в зернистом слое [c.96]

При парофазном процессе диффузия реагирующих веществ к поверхности катализатора и внутрь его пор происходит быстро, т. е. распределение потока пе влияет на глубину реакции. Поэтому в данном случае применима конструкция реактора как с аксиальным, так и с радиальным вводом сырья. [c.79]

Радиальная теплопроводность. Результаты определений Хг, полученные различными авторами, обработаны нами в соответствии с зависимостью (IV. 17) и сведены в табл. IV. 1 отдельно для элементов зернистого слоя различной геометрической формы шары, цилиндры, кольца Рашига и седла Берля. Данные по теплопроводности слоя из нерегулярных частиц в области больших значений Кеэ в литературе отсутствуют, кроме отдельных измерений [13]. Коэффициент В Для них можно принимать по данным для радиального коэффициента диффузии, В тех случаях, когда значение порозности е в литературе не указано, для расчета В и Кеэ принималось значение е по нормальным данным с учетом отношения О п/й = п (раздел 1.4). [c.123]

Можно провести расчет трубчатого реактора на основе каскада реакторов смешения, если подробно исследованы оба пограничных случая реактора полного (идеального) вытеснения и непрерывнодействующего реактора смешения. Все частицы реагента, поступившие в трубчатый реактор полного вытеснения (рис. 11-4), имеют одинаковое время пребывания (движутся сплошным потоком), и, следовательно, не появляется никаких изменений скорости в радиальном направлении и не возникает диффузия в продольном направлении -v 0). [c.207]

B котором Wi означает температуру (7 ) для уравнений теплообмена или концентрацию ( ,) в случае массообмена дг/ принимает значение, равное, соответственно, коэффициентам температуропроводности (а,) или диффузии (Pi) Vpi, V i — радиальная и тангенциальная составляющие [c.175]

В осевом направлении теплопередача посредством теплопроводности и массопередача диффузией обычно незначительны так же, как и массовый поток в радиальном направлении. В этом случае предыдущие уравнения принимают вид [c.244]

Осевая диффузия в направлении движения потока вызвана одновременным воздействием его поперечной неравномерности и молекулярной диффузии в радиальном направлении. Это явление впервые исследовано Тейлором [14, 15], поэтому его часто называют Тейлоровской диффузией. [c.31]

Для рассматриваемых условий изменение концентрации вследствие молекулярной диффузии вдоль оси потока несоизмеримо меньше, чем в радиальном направлении, т. е. [c.33]

Работами Тейлора [14, 15, 81, 82] и других исследователей [85, 86] показано, что осевая дисперсия введенного в поток вещества, вызываемая неравномерным профилем скоростей и радиальным перемешиванием под влиянием молекулярной диффузии, может быть оценена коэффициентом осевого перемешивания. [c.34]

Теперь рассмотрим особенности механизма диффузии в реакторах с твердой насадкой. В принципе этот процесс характеризуется неупорядоченным поперечным отклонением и перемешиванием жидкости или газа, обусловленным присутствием твердых частиц. Основное внимание сосредоточим не на продольной, а на поперечной (радиальной) компоненте диффузии этого вида. [c.61]

Если Ре( = 11, Р( ( = 2, то в присутствии насадки коэффициент продольной диффузии примерно в 5,5 раза больше коэффициента радиальной диффузии. Однако следует иметь в виду, что высота реактора обычно много больше его диаметра, и поэтому градиенты концентрации по длине реактора изменяются более плавно, чем по его радиусу. Говоря о возможности пренебрежения коэффициентом продольной диффузии, подразумевают малость его величины в отношении переноса вещества с основным потоком. [c.64]

Экспериментальные исследования радиальной диффузии при модифицированных критериях Рейнольдса Ке > 100 (турбулентный режим) показали, что при этих условиях значения критерия Пекле укладываются в пределах от 10 до 12. [c.49]

Рис. 1-32. Данные различных исследований продольной и радиальной диффузии для потока через слой шариков

Бернард и Вильгельм показали, что при числах Рейнольдса, больших 200, радиальная диффузия пропорциональна скорости потока и диаметру частиЦ слоя. [c.49]

При расчете реакторов радиальная диффузия может играть большую роль, чем продольная. При расчете промышленных реакторов с турбулентным режимом продольную диффузию обычно не учитывают. [c.50]

При протекании реагирующей фазы в пустой трубе важную роль играет выделение или поглощение тепла, вызванное химической реакцией. Если реакция экзотермическая, то около стенок трубы скорость уменьшается и радиальный профиль концентрации будет плоским. В случае эндотермической реакции степень превращения в пристенном слое увеличится, так как температура у стенок будет выше Причиной этих явлений служит радиальное движение массы, возникающее вследствие турбулентной диффузии [c.53]

Важным свойством зернистого слоя является турбулентная диффузия как в радиальном, так и в осевом направлении. Радиальная турбулентная диффузия объясняется беспорядочным потоком частиц вещества через каналы слоя или перемешиванием сходящихся струй потока. Осевая турбулентная диффузия является результатом смешивания струй, проходящих по каналам между зернами. При этом играет также роль скорость потока, измеряющаяся в различных точках сечения слоя. Радиальная диффузия имеет большое значение для теплообмена с охлаждающей рубашкой. Влияние же осевой диффузии, вообще говоря, мало. Критерий Пекле для радиальной диффузии, учитывающий диаметр частицы [c.185]

Если режим движения жидкости ближе к турбулентному, чем к ламинарному, то, кроме рассмотренных выше факторов, следует учитывать также и влияние турбулентной диффузии. Значение коэффициента турбулентной диффузии во всем объеме реактора, за исключением его части, непосредственно прилегающей к стенке, как правило, значительно больше значения коэффициента обычной молекулярной диффузии, и его величина возрастает с увеличением числа Рейнольдса В этом случае радиальная компонента оказывает также положительное воздействие, поскольку она компенсирует эффекты, препятствующие применению простого метода расчета, описанного в 2.2 и основанного на модели идеального вытеснения среды. В ряде работ [22—29] показано, в каких случаях продольная турбулентная диффузия влияет обратным образом и исключает возможность исиользования модели идеального вытеснения. В недавно опубликованных работах Левеншпиля [30], Крамерса и Уэстертерпа [9] приводятся интересные обзоры по данному вопросу. В первом приближении для простых реакций можно принять, что, если [c.60]

Погрешность приближения изучалась на трех различных размерах сетки при одних и тех же входных условиях. Начальная концентрация Со составляла 0,025. Размеры сетки были такими 10 X 10, 40 X 40 и 10 X 20 (первое число указывает количество осевых интервалов). Величины А и Т вблизи оси трубы не зависят от радиального положения ввиду малости теплопроводности и диффузии. В приводимой ниже табл. 11 сравниваются значения А п Т при р = 0,05, полученные для двух размеров осевых интервалов. [c.207]

Массообмен и теплообмен происходят в двух направлениях — радиальном и осевом. Радиальный перенос осуществляется диффузией, а продольный (осевой) — конвекцией. [c.330]

В некоторых случаях величина коэффициента диффузии может быть определена теоретическим путем, однако в большинстве случев ее определяют экспериментально. Тэйлор 2 -28 Сьенит-цер 29-30, Тихачек и др. исследовали влияние переменного профиля скоростей прохождения жидкости через реактор, радиального перемешивания и других факторов на коэффициент диффузии. Авторы этих работ считают, что при движении частиц жидкости основными факторами являются переменный профиль скоростей, вызывающий изменение концентраций, а также связанная с этим радиальная диффузия. В работах Тэйлор изучал диффузию в трубе при однофазном течении. Для ламинарного течения (Не < 2300) он получил такое равенство [c.42]

В этих уравнениях х, г — осевая и радиальная координаты R — координата стенки канала и и v — осевая и радиальная составляющие скорости газового потока. Начало координат находится на оси симметрии канала во входном сечении. Для плоского канала а = 0, г соответствует расстоянию от плоскости симметрии канала по нормали к ней для трубы а=1, г соответствует радиусу. Условие изотермичности течения позволило в данной задаче не рассматривать уравнение энергии. В уравнении диффузии (4.4) исключены члены, соответствующие баро-и термодиффузии величина ш характеризует массовую долю компонента смеси. [c.122]

Условия процесса могут быть постоянными по всему сечению реактора только при хорошем поперечном перемешивании реагирующей смеси. Последнее обычно описывается эффективным коэффициентом поперечной диффузии Е . В неподвижном слое поперечное перемешивание вызывается разделением и слиянием потоков при обтекании твердых частиц. Анализ этого процесса с помощью метода случайных блужданий приводит к значению радиального числа Пекле Ре = vdJE , равному — 8. В многочисленных экспериментальных исследованиях в неподвижных слоях без химических реакций были найдены числа Пекле от 8 до 15 причем при Ке > 10 число Пекле не зависит от числа Рейнольдса. Это подтверждает предположение о том, что поперечное перемешивание является чисто гидродинамическим эффектом. Числа Пекле для переноса тепла те же, что и для переноса вещества, а это говорит о пренебрежимо малой роли твердых частиц в процессе поперечной теплопроводности. С уменьшением числа Рейнольдса ниже 10 число Пекле сначала возрастает, но затем начинает уменьшаться, так как при [c.263]

Некоторое представление о влиянии указанных факторов можно получить из анализа реакции первого порядка без учета диффузии в радиальном и ссевом направлЕниях. Закон распределения скоростей для ламинарного потока выражается уравнением Пуагейля [c.151]

Внутреннюю обечайку в многослойных сосудах обычно выполняют из коррозионностойкой или двухслойной стали, а многослойную часть стеикн — из теплоустойчивой стали с необходимыми механическими показателями. В некоторых случаях слой, прилегающий к внутренней обечайке, выполняют с перфорацией и в многослойной части стенки делают радиальные сквозные отверстия небольшого диаметра (рис. 35, е). Это обеспечивает проветривание корпуса при опасности диффузии водорода изнутри и водородной коррозии. Наличие каналов у слоя, прилегающего к внутренней обечайке, позволяет осуществлять контроль плотности внутренней обечайки методом непрерывной продувки. [c.64]

В работах [192—194] на системе воздух — вода исследовали продольное перемешивание в барботажной колонне диаметром 300 мм и высотой 5,5 м. Для распределения воздуха использовали перфорированную тарелку с долей свободного сечения 1,5% и диаметром отверстий 2,5 мм. Плотность орошения во всех опытах была постоянной =278 см/с. Скорость воздуха хюг, отнесенная к полному сечению колонны, составляла 0,02 0,06 0,10 м/с. Поля коэффициентов продольной и поперечной турбулентной диффузии определяли с помощью системы трубок, теремеща.вшихся в. радиальном направлении. В центральную трубку стационарно подавали трассер (раствор метиленового голубого красителя), через остальные отбирали пробы жидкости. В работе [193] было измерено поле концентрации газа. [c.196]

Прежде чем рассматривать данный метод по существу, необходимо упомянуть, какую цель преследовал Бейрон. Дело в том, что любое допущение об изменении температуры по поперечному сечению неизбежно влечет соответствующее допущение о поперечной диффузии реагента. Высокая температура и большая скорость реакции в центральной части цилиндрического реактора приводит к быстрому расходованию реагентов в этой зоне. Тем самым создаются предпосылки для резкого изменения поперечных градиентов концентрации, которые приводят к радиальной диффузии реагента и продукта реакции соответственно к центру и периферии потока. Если бы не существовало этих диффузионных потоков между центральными и периферийными зонами, то центральные зоны стали бы почти неактивными вследствие того, что на некотором расстоянии от входа в реактор концентрация реагента упала бы почти до нуля (рис. 11). Очевидно, любой метод расчета, учитывающий поперечные колебания температуры без одновременного рассмотрения поперечной диффузии, дает завышенные размеры реактора. [c.55]

Рассмотрим теперь, в какой мере следует учитывать эти эффекты ири расчете реактора. Возыйем вначале реактор вытеснения цилиндрической формы, заполненный только реакционной смесью. В таком реакторе иоток может быть либо ламинарным, либо турбулентным. В нервом случае действуют обычная молекулярная диффузия и конвекция, вызванная неравномерностью распределения температур. Если длина реактора значительно больше его диаметра, как это обычно имеет место в действительности, молекулярная диффузия в продольном направлении, как правило, почти не сказывается на работе реактора. Тем не менее, поперечная молекулярная диффузия может оказаться существенной, по крайней мере, в газах. Как уже указывалось, она будет снижать влияние распределения скоростей, приводящего к отклонению от режима идеального вытеснения. К этому вопросу, рассмотренному в работе Босворта 18], мы вернемся в 2. 7. Конвективный перенос в радиальном направлении может иметь аналогичный эффект, т. е. способствовать приближению к модели идеального вытеснения. Продольный конвективный перенос, который может наблюдаться в вертикальных цилиндрических аппаратах при сильном нагревании жидкости или газа, оказывает противоположное воздействие и может значительно снизить производительность реактора по сравнению с рассчитанной на основе модели идеального вытеснения. Этого можно избежать, правильно выбрав конструкцию реактора, например, использовав перегородки, либо горизонтальный реактор вместо вертикального. [c.60]

Численный метод Крэнка В работе Розенберга, Даррилла и Спенсера приведен пример расчета процесса, в котором протекает реакция первого порядка. Профиль скоростей по сечению трубы считался плоским. Перенос тепла и массы в радиальном направлении был принят пропорциональным первой производной температуры или концентрации. Турбулентная диффузия и теплопроводность, влияющая на реакцию, считались постоянными. Осевая диффузия не учитывалась. [c.203]

Исходя из статистических исследований такой модели, де Ионг и Сафман вывели зависимости для определения коэффициентов продольной и радиальной диффузии. Авторы исходили из предположения, что все каналы имеют некоторую длину м, и что скорость жидкости в каждом канале одинакова или изменяется по параболическому закону. Предполагается также, что скорость потока зависит от угла, образуемого осью канала и направлением потока. Уравнения, полученные этими авторами, кроме скорости течения и диаметра зерна катализатора, учитывают молекулярную диффузию и величину пути, пройденного жидкостью в слое. Коэффициент диффузии для газов и жидкостей различен и возрастает с ростом длины реактора. [c.41]

Если можно пренебречь диффузией вдоль оси реактора и принять йг г) = onst (перемешивание в поперечном направлении настолько интенсивно, что радиальные градиенты температуры и концентрации отсутствуют), получим идеальную проточную трубу с поршневым движением потока (модель идеального вытеснения) здесь г — радиус. Очевидно, что в действительности идеальных проточных труб, так же как и идеальных смесителей, не существует. Во всяком случае, при составлении баланса можно ограничиться односторонним осевым движением потока в направлении 2 и придать уравнениям баланса после учета условий (11,21) и упрощения следующий вид [c.152]

Е — эффективный к эффициент диффузии в радиальном направлении рп — плотность потока Оист — истинная массовая скорость потока ajвеличина, обратная критерию Ре для эффективного переноса тепла в радиальном направлении [c.213]

Борния, Коул и Хафтон изучали диффузию газов при ламинарном течении и подтвердили применимость приближенной модели Тэйлора при малых радиальных градиентах концентрации. [c.224]

Проблему устойчивости реакторов детально исследовал Баркелью в уравнениях материального и теплового баланса им были приняты следующие упрощения. Тепло- и массоперенос посредством диффузии в продольном направлении считались пренебрежимо малыми по сравнению с конвекцией. Термическое сопротивление слоя в радиальном направлении считалось малым по сравнению с термическим сопротивлением в пространстве между слоем и стенкой реактора. Было принято, что зависимость скорости реакции от концентрации есть функция концентрации только одного компонента. Не учитывалось также сопротивление тепло- и массо-обмену в пространстве между потоком и частицами катализатора. [c.293]

Промышленное псевдоожижение (1976) -- [ c.139 , c.140 , c.148 , c.159 , c.160 , c.169 , c.170 ]

Хроматография полимеров (1978) -- [ c.36 ]

Основные процессы и аппараты Изд10 (2004) -- [ c.117 ]

Гетерогенный катализ (1969) -- [ c.415 ]

Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 8 (1971) -- [ c.121 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология