Диффузионный поток влияние давления

Диффузионные потоки и ь определяются в первую очередь градиентом концентраций Са и усь [концентрационна.ч диффузия). Кроме того, эти потоки могут изменяться под влиянием градиента температур Т (термодиффузия) и градиента давлений смеси ур (бародиффузия). Общие выражения для диффузионных потоков в бинарной смеси имеют вид [c.206]

Теперь полезно напомнить предположения, использованные при выводе основных уравнений, особенно те, которые касаются массообмена. Итак, пренебрегалось вторичным влиянием градиента концентрации на термодиффузию и термодиффузии — на интенсивность массообмена. При выводе уравнения (6.1.5) предполагается, что диффузионный поток массы зависит только от градиента концентрацип. Однако известно, что диффузия обусловлена пе только градиентами концентрации, но и градиентами других параметров, например температуры, давления и массовых сил. Влияние градиентов двух последних параметров в общем случае пренебрежимо мало. Однако в ряде приложений градиенты температуры вызывают появление за- [c.336]

В химических процессах очень часто приходится иметь дело с явлениями, где одновременно в одной и той же системе протекают процессы диффузии нескольких веществ и переноса тепла. Это означает, что в каждой точке пространства, в каждый момент времени сосуществуют градиенты концентраций нескольких веществ и градиент температуры. До сих пор мы принимали, что диффузионный поток каждого вещества зависит только от градиента его собственной концентрации (или парциального давления),а тепловой поток — только от градиента температуры. Такой метод рассмотрения мы будем называть приближением независимой диффузии. Пользуясь им, мы пренебрегали взаимным влиянием процессов диффузии различных веществ, а также процессов диффузии и теплопроводности. Приближение независимой диффузии достаточно близко к действительности для смесей, разбавленных растворителем в случае жидкостей или не диффундирующими в данных условиях газами — в случае газовых сред. Чем меньше концентрация диффундирующих веществ в растворе или в газовой смеси, тем более точным становится приближенный метод описания процессов переноса, которым мы пользовались в предыдущих главах. [c.169]

Что касается паровой фазы, то при наличии пустот у стенок колонны, может нарушаться равномерное распределение потока пара по сечению колонны, количество обтекаемых паровым потоком элементов насадки снижается, что ведет, —I в конечном счете, к уменьшению его 800 турбулизации. Следствием подобных явлений может быть перераспределение диффузионных сопротивлений между фазами и изменение эффекта влияния давления на массообмен. [c.114]

Наличие противоположных тенденций в распределении потоков по сечению насадочной колонны может привести к созданию локальных зон массообмена, в которых критерий диффузионного потенциала тХ отличается от подобной величины в целом по колонне. Это может служить причиной изменения контролирующей фазы и связанного с этим изменения характера влияния давления (температуры) на массообмен. [c.115]

Влияние давления на диффузию газов в порах, очевидно, зависит от относительной роли кнудсеновской и молекулярной диффузии. Характер влияния давления на диффузионный поток показан на рис. 1-6. Приведенная здесь кривая рассчитана по приближенному уравнению (1.38) для пористого диска, с разных сторон которого находятся чистые этилен и водород. [c.52]

На рис, 1-7 показано влияние размера пор на величину диффузионного потока N при постоянном давлении для смеси азота с водородом. Если поры имеют размер порядка нескольких микрон, то отношение потоков двух газов обратно пропорционально корню. [c.53]

Расхождения между экспериментальными данными для различных таблетированных промышленных катализаторов и данными, предсказанными на основании рассматриваемой модели, близки к вариациям значения бр по модели с параллельными порами. Однако модель со случайным распределением менее пригодна для предсказания влияния давления на диффузионный поток, чем последняя модель, основанная на простом допущении о постоянстве коэффициента извилистости. [c.79]

Кроме того, сравнение зависимостей общего и парциального давлений, коэффициентов диффузии и диффузионных потоков от состава раствора показывает, что влияние критической точки резко проявляется для всех трех случаев, начиная с концентраций триэтиламина —10 вес. % и гексаметиленимина—5 вес. %. [c.58]

Влияние давления. Вследствие антибатной зависимости коэффициента диффузии от давления с уменьшением последнего скорость диффузии возрастает, благодаря чему и увеличивается скорость процесса во внешне-диффузионной области. При этом, однако, изменение давления влияет и на другие параметры — на линейную скорость потока, и зависимость от давления оказывается более сложной. [c.303]

Анализ соотношений для эксергетического к. п. д. и приведенных массообменных характеристик показывает, что эти величины оказываются функцией отношения (а не разности) давлений в напорном и дренажном каналах. Однако масштабный поток, согласно (7.59), непосредственно зависит именно от разности давлений (Р —Р"), коэффициента проницаемости и толщины диффузионного слоя мембраны. Следовательно, производительность мембранного модуля также окажется функцией этих характеристик мембраны и технологического режима. Повышение разности давлений при сохранении оптимального их отношения (е е ) позволит интенсифицировать мембранное разделение при сохранении максимума энергетической эффективности. Разумеется, этот путь интенсификации ограничен возрастающим негативным влиянием внешнедиффузионного сопротивления массообмену (см. гл. 4). Далее будет дана оценка потерь эксергии в результате этого влияния. [c.248]

Закон Фика и термодиффузия. Диффузионный поток складывается из трех компонентов, один из которых (j ) описывает обычную диффузию, второй (jf) обусловлен термодиффузией, а вклад третьего (jf) обусловлен влиянием диффузии под действием давления [c.188]

Наиболее изучены ситуации, когда диффузионный поток обусловлен градиентами концентраций. Это явление называют обычной концентрационной диффузией. Однако в общем случае поток массы может возникать по следующим причинам [11] под действием градиентов концентраций под действием градиента давления, как, например, во вращающемся газе, где более тяжелые молекулы перемещаются от оси к периферии под действием внещних сил, которые, например, приводят к появлению диффузии электрически заряженных частиц в ионизованном газе под влиянием электрического поля под действием градиента температуры. [c.330]

Бародиффузия — возникновение диффузионного потока под влиянием градиента давления. [c.39]

Влияние поверхностного потока на процесс разделения определяется избирательностью сорбционного процесса, и, как показано выше, в основном противоположно эффекту разделения за счет эффузии. При сорбции газа поверхностная концентрация компонентов с большей молекулярной массой заметно больше, что влечет уменьшение a ij и даже изменение результата процесса состав проникшего потока обогащается газами с большей молекулярной массой. По-существу, практически почти всегда имеют дело с сорбционно-диффузионными мембранами, поскольку даже для гелия Тс Т) доля поверхностного потока, по данным [3], достигает 13—25%. Газодиффузионный механизм переноса в пористых мембранах является определяющим для легких газов при низких давлениях Р РуС и высоких температурах Т>Тс- Разделение смесей паров углеводородов и других веществ с большой молекулярной массой всегда сопряжено с поверхностными явлениями, вклад которых в общий перенос массы соизмерим с диффузионным [3, 16]. [c.65]

Условия для возникновения диффузионной области создаются при больших скоростях реакций и малых скоростях диффузии, т. е. при высоких температурах, высоких давлениях и малых скоростях газового потока. Наоборот, при низких температурах, низких давлениях и больших скоростях газового потока наблюдается возникновение кинетической области. В промежутке между диффузионной и кинетической областями лежит смешанная область, когда существенно одновременное влияние диффузии и кинетики. [c.391]

Реакции очистки газов от примесей, завершающиеся обычно значительным уменьшением их небольших исходных концентраций, протекают главным образом в диффузионной области [I]. Оценка влияния диффузионного сопротивления на скорость процесса сводится к определению разности концентраций реагента в ядре потока и у поверхности катализатора (С—С ) с учетом массопередачи [2—5]. При значительных разностях С—С в сравнении со значениями С скорость процесса контролируется массопередачей, при низких разностях влияние последней незначительно. Так как глубина очистки природного газа (ПГ) от примесей определяется степенью превращения этана [6—9], интересно найти значение С—С для этана [3], например, при объемной скорости 3000 ч-, линейной скорости 0,0338 кг/сек м , давлении 2 ата и температурах 280—320° С. Концентрация этана в газовой смеси изменялась от 3,5 до 0,5 об.%. [c.166]

При более узких порах и значительном протяжении норового пространства стенки пор и каналов могут уже оказывать в той или иной степени влияние на движение отдельных компонентов смеси и обусловливать ее разделение. Наконец, если поры применяемого материала настолько малы, что они сопоставимы с размерами молекул, то может происходить разделение смеси аналогичное тому, как действуют молекулярные сита. Этот вид разделения тесно связан с явлениями, описанными в предыдущей главе. Разница заключается в том, что в предыдущей главе о молекулярных ситах имеется в виду разделительное действие пористых кристаллов, применяемых в колоннах в виде порошков, зерен или таблеток, в данной же главе рассматривается разделительное действие сплошных мембран или пленок. Проникновение газов через мембраны и пленки с порами молекулярных размеров является в то же время диффузионным процессом. Во всех упомянутых случаях рассматривались капиллярные системы, в которых могут быть газовые потоки различных типов в зависимости от размеров отверстий (пор) и применяемых давлений. [c.200]

Такие различия в оценке влияния объемной скорости при восстановлении на активность катализатора объясняются, по нашему мнению, прежде всего тем, что условия внутреннего диффузионного транспорта в сравниваемых работах могли существенно отличаться. В работах [6, 8, 12] было показано, что при низком давлении скорость восстановления промышленных железных катализаторов в сильной степени тормозится процессами внутреннего переноса. В результате этого увеличение объемной скорости во время восстановления катализатора ГК-1 зернением 4,5 мм от 2000 до 30 ООО мало сказалось на скорости процесса и практически не изменило активности катализатора. Уменьшение зернения всего в 3 раза привело уже к значительному усилению зависимости скорости восстановления от объемной скорости потока газовой смеси и к заметному различию активностей полученных образцов катализатора [12]. [c.105]

Авторы [30] исследовали влияние высоких (выше атмосферного) давлений на диффузионное пламя. Давление воздуха увеличивали до 4 атм (в одном случае до 12 атм) и измеряли количество горючего, при сжигании которого выделения сажи еще не наблюдается. Было найдено, что увеличение давления соответственно увеличивает возможность сажеобразования (рис. 151). Этот результат имеет важное технологическое значение, так как увеличение возможности образования углерода при высоких давлениях в некоторой степени снижает преимущества применения высоких коэффициентов сжатия в некоторых двигателях внутреннего сгорания. Строение молекул различных углеводородов примерно так же, как и атмосферное давление, "влияет на тенденцию образования дыма. В соответствии со сказанным выше увеличение внешнего потока воздуха и обогащение потока воздуха кислородом уменьшают вероятность образования сажи. [c.273]

Полученные граничные условия показывают, что коэффициенты каталитической активности поверхности к ю и в обгцем случае являются функциями не только температуры, давления и химического состава, но и диффузионных потоков компонентов. В [117] исследовался пример, когда такая зависимость сугцественно сказывается на теплообмене. Рассматривалось обтекание передней критической точки ионизованным азотом, в условиях, когда в пограничном слое сугцественно влияние процессов ионизации на переносные свойства, трение и теплообмен. В случае быстрых реакций адсорбции-десорбции атомов, а также быстрых реакций на поверхности с участием адсорбированных компонентов были получены граничные условия [c.87]

Наиболее полно сепарация пылегазовых смесей изучена В. А. Успенским и В. Е. Кирпиченко [7, 8], которые рассчитали радиальное распределение концентрации аэрозоля вследствие градиентной диффузии на различных расстояниях от кольцевого периферийного источника в цилиндрической камере с осевым осесимметричным потоком при постоянном коэффициенте диффузии по радиусу. Результаты расчета) показывают, что диффузионный поток мелкодисперсного вещества уменьшает радиальный градиент его концентрации по мере осевого перемещения от источника на расстоянии х= = (36...40). х — осевое расстояние от источника, Н--радиус камеры) происходит практически полное перемешивание аэрозоля с несущим потоком. Помимо указанных факторов при разделении пылегазовых смесей ощутимое отрицательное действие может оказывать конвективный радиальный поток пылевых частиц, вызванный радиальным градиентом давления. Кроме того, в закрученном потоке в области свободного вихря (Шт / = onst) на частицу может действовать сила, противодействующая центробежной и обусловленная влиянием вязкости и радиальным градиентом тангенциальной составляющей скорости несущего потока Шх. Под действием разности скоростей в диаметрально противоположных точках частицы в окружающей ее малой области может возникнуть циркуляция, несущей среды. При этом появляется сила, выталкивающая частицу в направлении увеличения Шт (уменьшения г). Из рассмотрения равновесия частицы кубической формы под действием перепада давлений и центробежной силы выявлено [7, 8], что для радиального равновесия частицы необходимо, чтобы ее плотность превышала плотность несущей среды. Для расчета минимального отношения плотностей фаз смеси предложено выражение [c.169]

В вышеприведенном анализе величина б рассматривается как характеристика пористой структуры вне связи с природой диффундирующих молекул. Если размеры последних становятся соизмеримыми с размерами пор, то можно ожидать проявления тормозящего влияния стенок пор на диффузионный поток. Примером этого может служить работа Мэкстеда и Элкинса [207], в которой исследовалась гидрогенизация циклогексана и этилкротоната в спиртовом растворе при 20 °С и атмосферном давлении. Использовались платиновые катализаторы на различных окислах. При использовании окиси алюминия со средним радиусом пор 2 10 м (21 А) скорость гидрогенизации этилкротоната была значительно ниже, чем можно было ожидать, исходя из результатов, полученных при использовании более широкопористых носителей. [c.48]

Таким образом, для повышения активности катализатора нужно прежде всего усилить внутренний диффузионный обмен в процессе его восстановления. Для катализатора данной макроструктуры и зернения это можно достигнуть путем увеличения давления газа-восстановителя, так как транспорт реагентов в порах зерен плавленых катализаторов, особенно в недо-восстановленном состоянии, осуществляется по кнудсеновскому механизму. Повышение давления во время восстановления при неизменной объемной скорости приводит, однако, к резкому увеличению концентрации паров воды в пространстве между зернами катализатора в связи с уменьшением линейной скорости газового потока. В результате этого с ростом давления торможение реакции восстановления процессами внутреннего диффузионного обмена должно уменьшаться, а влияние скорости внешнего переноса — нарастать. Описанные в литературе отдельные опыты по изучению влияния давления на скорость процесса восстановления и активность катализатора [1—3, 7] не позволяют, однако, провести указанного сопоставления. Кроме того, испытывались обычно двухпромотированные катализаторы, значительно отличающиеся от широко используемых в настоящее время четырехпромотированных катализаторов. [c.105]

Сивер [86] в общих чертах описал изотопный метод исследования взаимодействия диффузионных потоков в много компонентных системах, пригодный для изучения параллельных противоположно направленных потоков. Эти исследования на нескольких примерах трехкомпонентных систем подтвердили соотношение взаимности Онзагера. Памфилов Лопушанская и Цветкова [87] на основе общих уравнений переноса массы изучали диффузию в многокомпонентных системах. Ими были выведены основные феноменологические уравнения потоков диффузии, в которых коэффициенты самодиффузии и коэффициенты в явлениях наложения явно выражаются через параметры состояния и термодинамические функции. Соотношение этих коэффициентов и измеренных значений позволяет характеризовать взаимное влияние потоков диффузии. Была определена зависимость феноменологических коэффициентов от температуры, давления и концентрации. Шонерт [88] детально исследовал концентрационную зависимость коэффициентов переноса многокомпонентных систем в растворах, когда концентрация одного из компонентов пренебрежимо мала. [c.247]

Общая физическая картина процессов, протекающих при эксплуатации железобетонных труб, позволяет предвидеть ход развития коррозии, рекомендовать конструктивные решения труб, а также меры их защиты от кор-розии. При проектировапии труб следует учитывать не только температурно-влажностные и газовые, но и гидроаэродинамические условия их службы (при наличии в стволе статического давления возникающие фильтрационные и диффузионные потоки газов направляются к слою теплоизоляции и к бетону ствола, что вызывает резкое ускорение процессов коррозии). При положительном давлении газов и наличии в них агрессивных компонентов должны быть предусмотрены специальные проектные решения труб. Независимо от наличия в стволе разрежения или давления при образовании в трубе конденсата влаги или растворов кислот они бу.т,ут под влиянием градиентов температуры и влажности мигрировать через футеровку, скапливаться на консолях и проникать на наружную поверхность трубы. [c.52]

Анализ литературных данных показал, что экспериментально изучена в основном для ректификации эффективность ряда колонн с роторнылги устройствами. В связи с этим представляют определенный теоретический и практический интерес вопросы влияния давления на процесс ректификации, распределения диффузионного сопротивления массопереносу между паровой и жидкой фазами, а также изучение общих кинетических закономерностей массообмена при абсорбции и ректификации в условиях интенсивной турбулизации потоков. [c.128]

Пятый этап анализа Анализ реализуемости ТТО разделения. Если оценки для ТТО разделения вычисляют лишь исходя из свойств данной пары химических компонентов и не учитывают другие компоненты, входящие в данный поток, выбранный оператор разделения может оказаться физически нереализуемым вследствие влияния на технологические условия выполнения операции разделения других компонентов, входящих в поток. Поэтому следует определить фазовые состояния и другие свойства всего потока при принятых для осуществления операции разделения значениях температуры и давления, чтобы выяснить возможность физической реализации ТТО. Если реализация возможна, находят тип ТТО разделения (диффузионный или недиффузионный). [c.200]

Однако аналогия между теплообменом и диффузией (диффузионным массообменом) лишь приближенная. Прежде всего, она нарушается из-за появления при диффузии стефановского потока. При сильном влиянии стефановского потока уже нельзя использовать в качестве исходных критериальные формулы для теплообмена, полученные по опытам (или расчетам) без стефановского потока. Стефановский поток тем сильнее, чем выше относительное парциальное давление диффундирующего вещества р- /Р. Для учета влияния стефановского потока в число определяющих критериев подобия следует включить критерий р Р (точнее, два критерия р о Р и Р1пов иливместопоследнего(р1, , — где и Р1 ов — [c.82]

Сильное влияние концентрации окислителя согласуется с теорией. Напротив, отмеченное в той же работе [60] уменьшение времени горения частиц алюминия по мере увеличения давления (табл. 23) не согласуется с диффузионной теорией и требует для своего объяснения дополнительных соображений (возможно, что при увеличении давления несколько растет полнота сгорания и температура горения смеси КН4С104 — параформальдегид, в продуктах горения которой проводились опыты. Кроме того, при увеличении давления растет концентрация частиц алюминия в единице объема потока и соответственно снижаются радиационные теплопотери). [c.56]

Ори интенсивном испарении жидкости в движущуюся парогазовую среду на интенсйй-нооть тепло- и массопереноса могут оказывать существенное влияние полупроницаемость поверхности раздела фаз, приводящая к возникновению конвективного (стефанова) поперечного потока парогазовой смеси, и перестройка профилей продольной скорости, температуры и парциальных давлений компонентов смеси, вызванная переносом количества движения и энтальпии поперек бинарного пограничного слоя суммарным (диффузионным и конвективным) потоком вещества. Рассматриваются методы обобщения результатов экспериментальных исследований и теоретических (численных) решений задачи о тепло- и массообмене при интенсивном испарении жидкостей с учетом влияния указанных факторов. На основании анализа опытных и теоретических данных рекомендуются зависимости для безразмерных коэффициентов тепло- и массоотдачи при этих условиях. Лит. — 30 назв., ил. — 7, табл. — 1. [c.214]

Характер влияния на Я коэффициентов диффузии в подвижной и стационарной фазах следует из ранее приведенных уравнений для Яг и Яз. Среди параметров, характеризующих технику эксперимента при хроматографическом разделении веществ, главным является размер и форма частиц насадок. Диаметр частиц или толщина пленки неподвижной фазы определяют длину диффузионного пробега вещества к границе раздела фаз. Очевидно, что чем меньше размеры частиц, тем меньше диффз ионные ограничения, но всегда существует нижняя граница размеров частиц, определяемая проницаемостью слоя насадки в хроматографической колонке для подвижной фазы. В свою очередь проницаемость колонки для одной и той же подвижной фазы зависит не только от диаметра частиц, но и от высоты колонки. Получается замкнутый круг. Чем меньше К , тем больше требуется 7У,фф. Для получения необходимого числа Л/эфф следует или уменьшить Н до соответствующего значения при сохранении длины колонки, или увеличить ее длину при сохранении Я. Оба требования выполнимы только до определенных пределов, ниже которых колонки оказываются непроницаемыми для подвижной фазы при допустимом давлении. Одновременным решением проблем снижения диффузионных ограничений со стороны стационарной фазы и обеспечения необходимой проницаемости колонок для подвижных фаз, явилось создание пленочных и поверхностно-пористых сорбентов, позволяющих без существенного уменьшения размеров частиц и соответственно без принципиального увеличения сопротивления колонки потоку подвижной фазы в произ- [c.185]

Изучение кинетики гетерогенных каталитических реакций часто проводится в стационарных условиях в безградиентных реакторах прп отсутствии влияния диффузионных явлений на экснери-мент [1]. Основные методы изучения кинетических закономерностей при этом — метод анализа скоростег реакции и метод анализа концентраций ключевых веществ. В первом условиями эксперимента являются парциальные давления участников реакции (исходных веществ и продуктов) и температура, а наблюдаемыми величинами- скоростп образования (пли расходования) участников реакции. Во. втором условиями эксперимента являются потоки участников реакции па входе в реактор, общее давление и температура. Наблюдаемые величины — концентрации ключевых веществ. [c.38]

При выборе газа-носителя в качестве подвижной фазы обращается внимание на его физические свойства, от которых во многом зависит эффективность работы колонки. От вязкости газа, например, зависит градиент давления в Iioлoнкe. Природа газа оказывает определенное влияние на диффузионные эффекты. Кроме того, от физических свойств газа-носителя во многом зависят показания детектирующих устройств. Замена азота на водород намного увеличивает чувствительность регистрирующего прибора (водород характеризуется меньшей плотностью и имеет большую теплопроводность, чем азот). При применении водорода для поддержания заданной скорости потока через колонку требуется меньшее давление. Однако в случае водорода большее значение приобретает диффузионный эффект, влияющий на качество разделения. Кроме того, водород гиожет взаимодействовать с некоторыми компонентами анализируемой смеси, например, гидрировать непредельные углеводороды. [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология