Диффузионный поток в цилиндрической поре

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

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]

Предполагается следующая модель для внутридиффузионного процесса. Зерно равномерно пронизано беспорядочно расположенными сквозными цилиндрическими капиллярами (порами), средняя длина которых пропорциональна диаметру зерна. Стенки капилляра покрыты пленкой жидкости. Радиус поры принят малым по сравнению с длиной (нет градиента концентраций в сечении). Рассматривается отдельная изолированная пора. Анализируемое вещество переносится диффузионным потоком в газовой фазе от внешней поверхности зерна внутрь соответственно уравнению [c.58]

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]

Стационарные проточные методы применялись также Вейсом [9], Скоттом и Дуллиеном [10], Хугшагепом [И] и в целом ряде других работ. В докладе Дэвиса и Скотта на IV Международном конгрессе но катализу 12] отмечалось, что описанные методы обладают рядом недостатков. Для измерения коэффициента диффузии нужно применять образцы цилиндрической формы, нри использовании сферических образцов требуется введение эмпирической поправки. Кроме того, измеряется диффузионный поток в осевом направлении, и поэтому эффективный коэффициент диффузии будет соответствовать лишь взаимосвязанным друг с другом каналам пор. Следовательно, анизотропные тела, или тела с заметной долей тупиковых пор, могут давать аномальные величины. [c.157]

Оба рассмотренных выше диффузионных процесса не зависят от общего перепада давлени я вдоль поры. Если перепад давления устанавливается, то имеет место вынужденное течение газа. В том случае, когда средний свободный пробег молекул велик по сравнению с диаметром пор, вынужденное течение неотличимо от течения Кнудсена и не подвергается влиянию перепада давлений. Однако, когда средний свободный пробег молекул мал по сравнению с диаметром пор, но перепад давлений все же устанавливается, течение, возникающее в результате такого перепада давлений, будет налагаться на объемное течение газа. Уравнение для скорости потока газа, протекающего под давлением через трубку, экспериментальным путем вывел Хаген [38] и независимо от него — Пуазейль [1]. Такое уравнение можно применить для вынужденного течения в узких каналах, таких, например, как поры катализатора. Рассмотрим элемент потока длиной АЬ и радиусом а, протекающего под давлением через цилиндрическую пору радиусом г. Примем, что линейная скорость внешнего края этого элемента равна щ. Сила, возникающая в результате напряжения сдвига у стенки поры, уравновешивается силой, которая возникает благодаря перепаду давления АР между концами цилиндрического элемента потока. В таком случае вязкость т] равна напряжению сдвига, возникающего на единицу градиента скорости, и поэтому сила сдвига определяется уравнением [c.190]

Основной недостаток формулы (6.17) заключается в том, что она выведена для регулярной модели, тогда как реальная пористая среда является неупорядоченной. Следует подчеркнуть, что для нахождения проницаемости необходимы сведения о микроскопических свойствах потока. Выбирая определенную структуру среды, мы задаемся фактически локальными характеристиками течения. Регулярные модели, применявшиеся для нахождения проницаемости, основывались на точных решениях уравнения Навье — Стокса, которые удавалось получить для отдельной структурной единицы модели, например для цилиндрического капилляра постоянного радиуса. В действительности поровое пространство является неупорядоченным, пересеченным, и радиус пор изменяется от точки к точке. Поэтому движение жидкости в пористой среде даже нри низких числах Рейнольдса имеет много общего с турбулентным течением. Флуктуации скорости в пористой среде аналогичны пульсационной скорости турбулентного потока. Статистический подход к вычислению проницаемости развивался в целом ряде работ [10—12]. Следует отметить, что отыскание распределения пульсационной скорости весьма существенно в связи с диффузионными задачами. [c.185]