Эффективные коэффициенты диффузии массы и тепла

Уравнения материального и теплового баланса с эмпирическими коэффициентами массо- и теплопередачи повсеместно применяются при расчете гетерогенно-каталитических процессов, скорость которых лимитируется диффузией реагентов к поверхности частицы катализатора и теплообменом между потоком и активной поверхностью. Строго говоря, использование эффективных коэффициентов обосновано только когда поверхность катализатора равнодоступна (см. п. 2). Более тонкие эффекты могут определяться явлениями термодиффузии и диффузионной теплопроводности, возникающими при наложении и взаимном влиянии процессов тепло- и массопереноса, а также изменением физических свойств пограничного слоя, а следовательно и значений коэффициентов диффузии и температуропроводности в результате химических превращений. Ошибка, допускаемая в результате пренебрежения этими явлениями, в условиях большинства химических реакций мала. В некоторых процессах значительную роль играет так называемый стефановский поток, возникающий вследствие неравной скорости диффузии исходных веществ и продуктов реакции или изменения объема в ходе химических превращений. Влияние стефановского потока на скорость химической реакции рассматривается в п. 2. [c.116]

В работе [256] иа основе решения уравнения Навье — Стокса в постановке Прандтля и уравнения конвективной диффузии при заданных эффективных коэффициентах турбулентной диффузии и температуропроводности предложены методы расчета тепло- и массопереноса в двухфазных системах, используемых в высокоэффективных и высокоскоростных тепло- и массообменных аппаратах, работающих в турбулентных режимах. Совместный тепло- и массоперенос экспериментально исследовался в [257], где изучалось влияние турбулентного газового потока и течения жидкой пленки на скорость массо- и теплопереноса в пленочных колоннах в условиях прямотока и противотока движущихся фаз. Установлено, что при этих условиях образование волн на поверхности жидкости практически не влияет на скорость процессов тепло- и массопереноса. [c.127]

В присутствии примесей процесс теплопередачи определяется уже не скоростью отвода тепла, выделяющегося при конденсации, а, главным образом, интенсивностью движения частиц пара из центральной части трубок к поверхности, на которой происходит конденсация. Движение пара обусловлено как диффузией, так и конвективным обменом. Скорость движения пара к поверхности определяется разностью парциальных давлений у поверхности и в основной массе. В процессе конденсации воздух концентрируется у поверхности охлаждения и создает дополнительное сопротивление движению пара к поверхности. Ограниченный приток пара к поверхности постепенно вызывает увеличение толщины экранирующего слоя инертных газов, поэтому коэффициент теплоотдачи снижается. В парогазовой смеси всегда присутствует некоторое количество инертных примесей даже после эффективного их удаления, что приводит к уменьшению парциального давления водяного пара н снижению температуры к. а следовательно плотности теплового потока на теплообменных секциях. [c.135]

Уравнения (1,12) составлены на основании тех же соображений, что и уравнения (1,10), но так как внутри частиц невозможен конвективный поток, члены с первыми производными опущены. Псевдодиф-фузионные коэффициенты в этой модели называются эффективными коэффициентами диффузии массы и тепла [Петерсен (1965 г.)]. При необходимости можно использовать индексы, чтобы отличить указанные коэффициенты от продольных или поперечных дисперсных параметров предыдущих моделей, но обычно этого не требуется, поскольку чаще всего рассматривается только одна модель и значение символа ясно из контекста. [c.19]

Теперь, основываясь на аналогии между тепло- и массопереносом и используя экспериментальный или теоретический материал, можно рассчитать процесс переноса В нутри частицы, что позволяет определить критерии Био, М и II, для массо- и теплопереноса предполагается, что известны надежные данные для оценки теплопроводности таблетки катализатора. Для большинства носителей принято, чго к имеет величину порядка 10 кал1см сек °С 5. Прямых измерений к очень мало, однако имеющиеся данные [14] лежат в этих пределах. Но даже при наличии исчерпывающих измерений эффективного коэффициента диффузии проблема точного определения М и Н остается в связи с необходимостью определения коэффициентов h и k , характеризующих внутреннюю диффузию. Существует огро.мное количество литературы, в которой рассматривается связь h и kg (в терминах /-фактора) с критерием Рейнольдса для неподвижното и псевдоожижецпого слоев. С псевдо-ожиженным слоем связан ряд других спорных проблем, поэтому мы ограничимся рассмотрением неподвижного слоя. Общие /-факторы определялись в интегральных слоях и при этом обычно предполагалось, что [c.42]