Диффузионный поток порами

Тиле приравнял диффузионный поток и потребление вещества в единичной поре радиусом р и получил ряд решений для различных простых реакций при тех же граничных условиях. Таким образом, хотя Зельдович пользуется величиной а Тиле — [c.273]

Одномерный диффузионный поток реагирующего газа в цилиндрической поре плоского зерна катализатора изображен на рис. 35. [c.56]

Эти равенства для реакции порядка к означают, что при к Ре режим протекания реакции на всей поверхности частицы (за исключением малой окрестности точки стекания) близок к кинетическому. Последнее объясняется тем, что нри увеличении числа Пекле диффузионный поток может увеличиваться лишь до тех пор, пока лимитирующей стадией процесса массопереноса не становится поверхностная реакция. [c.176]

До сих пор мы представляли неподвижный слой в виде слоя идеального ]вытеснения, т. е. пренебрегали диффузионными потоками по слою. На практике слой идеального вытеснения не осуществляется. Поэтому интересно изучить вклад диффузионных потоков в общую картину процесса. [c.61]

Для полиэтиленового покрытия толщиной 1 мм с коэффициентом Р=2-10 см -с- -МПа- при Др=0,02 МПа подсчет дает w = =5 мкм-год . Таким образом, коррозией с кислородной деполяризацией можно практически пренебречь. Эта максимальная оценка сделана исключительно по показателям покрытия в предположении о беспрепятственном окислении поверхности металла — независимо от сцепления покрытия с металлом или существования пустот. Скорость коррозии может быть выше оцененной по формуле (5.18) только в том случае, если кислород имеет непосредственный доступ к повреждениям в покрытии и порам. Однако и в этом случае скорость коррозии ввиду медленного процесса диффузии в воде будет весьма низкой, причем катодная защита и при отслоившемся покрытии более чем компенсирует диффузионный поток кислорода [см. пояснения к формуле (2.46)]. Опасность [c.157]

Различие в скоростях адсорбции воды цеолитами со связующим и без него связано с разным характером диффузионного потока. В случае, если поверхность вторичных пор образована инертным материалом, скорость транспорта к микропорам, сосредоточенным в кристаллах цеолитов, определяется мало интенсивной объемной диффузией. В цеолитах без связующего ускорение транспорта адсорбата (влаги) обусловлено поверхностной диффузией его молекул по адсорбционно активной гидрофильной поверхности вторичных пор, образованных сростками кристаллов цеолитов. [c.391]

Наряду со свободной и кнудсеновской диффузией в объеме пор существует также и диффузионный поток по их поверхности, поскольку молекулы и в адсорбированном состоянии находятся в тепловом движении. При адсорбции газов поверхностная диффузия может играть значительную и даже преобладающую роль. [c.184]

Расчет концентрационной поляризации. В процессе разделения, например, жидких систем через мембрану проходит преимущественно растворитель. При этом концентрация растворенного вещества в пограничном слое у поверхности мембраны повышается. Повышение концентрации происходит до тех пор, пока диффузионный поток растворенного вещества из пограничного слоя в разделяемый раствор не уравновесится потоком растворенного вещества через мембрану с установлением так называемого динамического равновесия. [c.341]

При кнудсеновской диффузии молекулы, достигая стенок пор, адсорбируются на них некоторое время, а после десорбции движутся в произвольном направлении отраженная диффузия). Отраженная диффузия и время задержки молекул на стенках пор являются дополнительными факторами, снижающими плотность диффузионного потока (по сравнению со свободной диффузией в порах). В этом случае роль межмолекулярных соударений незначительна, поэтому понятия поток и диффузия при кнудсеновской диффузии совпадают, и каждый компонент ведет себя так, как если бы в смеси присутствовал он один. [c.535]

Влияние пористой структуры материала на эффективный коэффициент диффузии проявляется в следующей последовательности 1) удлиняется путь диффузионного потока вследствие извилистости капилляров 2) элементы скелета твердого тела уменьшают свободное сечение потока 3) потенциальное поле стенок пор воздействует на прилегающие слои жидкости, что в ряде случаев приводит к образованию граничной фазы и адсорбционного слоя молекул извлекаемого вещества. В последнем случае перенос извлекаемого вещества в капиллярно-пористом материале происходит в основном за счет молекулярной диффузии в объеме пор, а поверхностной диффузией в слое зачастую можно пренебречь. [c.536]

Одним из видов диффузии является поверхностная, под которой понимается перемещение молекул углеводородов по поверхности твердого тела в результате скачков молекул между соседними площадками, обладающими различной адсорбирующей способностью. Следы этой диффузии можно наблюдать в виде ореолов вокруг трещин и пор при рассмотрении пришлифовок под люминесцентным микроскопом. Исследования показали, что роль поверхностной диффузии газа увеличивается с ростом давления. В целом диффузионный поток в масштабах геологического времени рассматривается как реальный фактор первичной миграции газа и газовых растворов нефтяных углеводородов. Л.М. Зорькин показал, что примерно 65-70 % газа эмигрирует из [c.211]

На поверхности пористого тела концентрация извлекаемого компонента с меньше и больше, чем в основном объеме растворителя с. Скорость диффузии вещества от фронта растворения к поверхности пористой частицы меньше скорости молекулярной диффузии вследствие извилистости пор, блокировки диффузионного потока инертным скелетом, торможения движения молекул стенками пор и других факторов. Для расчетов вместо коэффициента свободной молекулярной диффузии используют коэффициент массопроводности О, который определяется как произведение на коэффициент А эф, учитывающий влияние перечисленных факторов. [c.50]

Различие в скоростях адсорбции воды цеолитами со связующим и без него связано с разным характером диффузионного потока. В случае если поверхность вторичных пор образована инертным материалом, скорость транспорта к микропорам, сосредоточенным в [c.404]

В настоящее время нет единого мнения о том, градиент какой величины ответствен за величину внутреннего диффузионного потока. Используются концентрации адсорбтива в газовой фазе внутри пор, величина объемной или поверхностной концентрации в собственно твердой фазе. Может быть, следует использовать какой-либо термодинамический потенциал или правильнее искать некий потенциал переноса, как это делается, например, в теории массонереноса внутри влажных тел. [c.466]

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]

В генераторе с фильтрующим слоем топлива (см. рис. 140) газ пропускают снизу вверх через высокий слой топлива, лежащий в виде крупных кусков на колосниковой решетке. При полной газификации угля скорость процесса определяется в основном скоростью диффузии окислителя (О2, Н2О), к кускам угля и особенно в порах пленки шлама (золы), покрывающей куски топлива. При этом диффузии окислителя препятствует обратный диффузионный поток продуктов газификации (СО, СО2, Нг и др.). [c.138]

При беспорядочном расположении пор средняя площадь их постоянна для любого сечения и идентична пористости 0. Если поры представляют собой систему цилиндрических каналов, расположенных параллельно направлению диффузии, то диффузионный поток, отнесенный к единице плош ади поперечного сечения твердого пористого тела, будет составлять долю 0 от общего потока, наблюдающегося в аналогичных условиях, но в отсутствие твердого тела. Однако длина извилистого пути диффундирующей молекулы в реальных порах больше, чем расстояние, отсчитанное от прямой в направлении диффузии. [c.42]

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]

Так как значение В к пропорционально диаметру поры, то диффузионный поток через единицу плош ади сечения значительно больше для крупных пор, чем для мелких. Тем не менее даже катализаторы с широким распределением пор по радиусам имеют > 1-Такие катализаторы, как правило, хотя и не всегда, имеют относительно высокое значение бр, вычисленное для модели с параллельными порами (см. ниже). [c.67]

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]

По всем этим причинам в реальных условиях реакции диффузионный поток в порах, заполненных жидкостью, может иметь такой же порядок, как и для газовой фазы. [c.80]

При течении реагирующей смеси через стационарный слой катализатора на каждой грануле последнего возникает некоторый градиент давления. Это создает дополнительные возможности для проникания газа внутрь гранулы. При малых размерах пор скорость проникания реагента в пору в результате совместного воздействия гидродинамического потока и диффузии пропорциональна произведению эф и концентрации реагента у поверхности. Легко показать, что составляющая, обусловленная градиентом давления, в этих условиях пренебрежимо мала по сравнению с диффузионным потоком. Этот фактор может иметь существенное значение только для очень крупных пор. [c.80]

Подход Хьюбера характеризуется учетом диффузионного потока газа. Пусть т количество ЫНз, мольЦм -ч), диффундирующее в 1 катализатора из пор зерна в поток газа при разности средних долей концентрации ЫНз в порах (хО и в потоке (д 1), равной 1%, т. е. при Х] — X) = 0,01. При этом число молей ЫНз, диффундировавших в объеме и = зсИ за 1 ч [c.316]

При беспорядочном расположении пор средняя площадь их постоянна для любого сечения и идентична пористости катализатора 8. Тогда если поры представляют собой систему цилиндрических каналов, расположенных цараллельно направлению диффузии, то диффузионный поток, отнесенный к единице площади поперечного сечения твердого пористого тела, будет составлять долю 8 от общего потока, наблюдающегося в аналогичных условиях, но в отсутствии твердого тела. При этом молекулы в пористом теле диффундируют не по прямым, а цо извилистым траекториям, длина которых в реальных порах больше, чем расстояние I отсчитанное по прямой в направлении диффузии. Для учета увеличения длины пути из-за криво линейности вводится так называе- [c.153]

Количество прореагировавшего веш ества 0 на поверхности поры, равное диффузионному потоку, нроходяш ему через единицу наружной поверхности зерна, можно определить из первого уравнения Фика [c.58]

В отличие от диффузионного потока в свободном газовом пространстве, описываемого первым законом Фика (д = — Dd /en), скорость диффузии в порах значительно меньше, поскольку множи- [c.183]

На практике выходным давлением Рь в диффузионном потоке в общем пренебрегать нельзя. Кроме того, геометрия пор в пористом фильтре не так проста, как в модели отверстий столкнове- [c.54]

Если условне диффузионной стехиометрии не выполнено, то скорость процесса всегда будет определяться диффузией одного из реагирующих веществ. Если бы потоки реагирующих веществ не удовлетворяли условию эквивалентности (II, 39) и какое-либо вещество поступало к поверхности в большем количестве, чем это требуется согласно стехиометрии, то сколь бы велика ни была скорость реакции, это вещество неизбежно будет аккумулироваться у поверхности и его концентрация С/ будет возрастать до тех пор, пока диффузионный поток [c.80]

До сих пор мы рассматривали процессы, при которых в соответ-ствутащим образом выбранной системе отсчета диффузионные патоки оказываются постоянными. При этом стационарная многокомпонентная диффузия без инерционных сил описывается системой (IV,49) или (1У,50), в которой уравнение для каждого компонента первого порядка по концентрации (или парциальному давлению) этого компонента. Постоянство диффузионных потоков сильно облегчает решение системы. Однако такой метод применим лишь к ограниченному классу задач, а именно к стационарным одномерным задачам без источников и стоков. Под одномерностью подразумевается такая симметрия задачи, когда все величины зависят только от одной пространственной координаты. [c.206]

В пористых катализатарах, чаще всего применяемых в гетерогенном катализе, реагенты для достижения активной поверхности должны продиффундировать сквозь поры капилляра внутрь зерна и адсорбироваться на его внутренней поверхности. Химическая реакция протекает во всем объеме зерна и внутри него создается градиент концентраций и температур. При большой скорости реакции процесс лимитируется диффузионным потоком реагентов. В этом случае говорят о внутрпдиффузионном торможении процесса. [c.174]

Более того, каналы имеют неправильную форму и переменное по длине сечение сужения сечения создают сопротивления, которые не компенсируются расширениями. В результате диффузионный поток в реальной грануле меньше потока в однородных порах той же длины и среднего радиуса. Поэтому выражение для коэффициента молекулярной диффузии, отнесенного к единице поперечного сечения пористого тела, /)12эф можно записать в виде [c.42]

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]

Вакао и Смит [355] предложили модель со случайным распределением пор, в которой все поры подразделяются на макро-и микропоры. Диффузионный поток определяется как сумма потоков отдельно через макро- и микропоры и потока при последовательном течении через те и другие поры. Предложенное этими авторами уравнение диффузии представляет собой развитие уравнения (1.34) для бидисперсной структуры. [c.77]

Бутт с сотр. [107] недавно предложили относительно сложную модель для расчета и сообщили о ее применении к каталитическим реакциям [328]. В этой модели микропоры рассматриваются как тупиковые поры. Макропоры представлены в виде системы сходящихся и расходящихся пор, причем каждая половина является зеркальным отображением другой. Система содержит группы пор различных длин и диаметров, соответствующих распределению пор по радиусам. Далее принимается, что между сходящимися и расходящимися макропорами происходит перемешивание, интенсивность которого характеризуется некоторым параметром. Модель была проверена экспериментально при измерении встречных диффузионных потоков гелия и аргона через прессованные лабораторные образцы окиси никеля на кизельгуре и окисномолибденового катализатора при давлениях (9,81—147)-10 Н/м и 0—69 °С [109]. Модель Вакао—Смита дает меньшие значения примерно на 30% для первого образца и почти на порядок для молибденового катализатора. К сожалению, модель Бутта и др. не сопоставлена с моделью с параллельными порами. Пригодность модели Бутта не ясна. [c.79]