Диффузия в потоке

Использование для разделения изотопов таких физических свойств, как разность плотностей в газообразном состоянии и различные скорости диффузии, или различие в температурах кипения в жидком состоянии позволило разработать методы разделения изотопов из смеси (диффузия в потоке пара или через пористые перегородки, термодиффузия, фракционная перегонка н др.). Эти методы трудоемки, так как необходимо многократно (ступенчато) проводить разделение, поскольку коэффициенты разделения крайне низки. [c.40]

Если пренебречь продольной диффузией в потоке, которая, как отмечалось выше, почти не оказывает влияния на процессы обратного осмоса и ультрафильтрации, то описание процесса может быть выражено с помощью следующей системы уравнений [c.231]

Из приведенных выше оценок величины atl,/s следует, что в потоках жидкости при Не 10 должны наблюдаться повышенные значения эффективного коэффициента продольной диффузии. В потоках газов, а также в потоках жидкости при Не 10 , Ре = 2, как и в простой модели ячеек идеального смешения, и застойные зоны не вносят существенного вклада в продольное перемешивание потока. Эти оценки согласуются с экспериментальными данными (см. рис. 1.7). [c.228]

Рис. 4.13. Влияние коэффициентов продольной диффузии в потоке газа на профиль концентрации целевого компонента в неподвижном слое при равновесной адсорбции и линейной изотерме ( 1.2 > > 1)

Рис. 16.3 Схема прибора для разделения изотопов путем диффузии в потоке паров ртути а —обший вид прибора 6 —сопло ртутного насоса.

Вращающийся дисковый электрод широко используют при изучении кинетики электрохимических реакций, для исследования процессов электроосаждения и коррозии металлов, в аналитических целях. Так как все участки поверхности вращающегося диска одинаково доступны для диффузионных процессов, такое устройство выгодно отличается от других гидродинамических систем с принудительной конвекцией. Кроме того, существенно упрощается рассмотрение процессов массопереноса к поверхности испытуемого электрода. При быстром вращении дискового электрода вокруг оси жидкость, соприкасающаяся с центральными частями диска, отбрасывается центробежной силой к его краям. Вследствие этого около центра диска создается разрежение, и струя жидкости направляется из объема раствора к центру диска. Таким образом, точкой набегания струи жидкости становится центр диска. По мере удаления от центра диска возрастает линейная скорость движения жидкости. В соответствии с гидродинамикой при ламинарном режиме перемешивания у поверхности вращающегося диска образуется граничный слой постоянной толщины бгр с монотонным изменением скорости движения жидкости. Чем ближе к поверхности диска, тем меньше скорость потока и тем большее значение приобретает диффузия в подводе либо отводе продуктов реакции. В конечном итоге распределение концентрации реагирующих веществ у поверхности вращающегося диска обусловлено диффузией в потоке жидкости. Эта особенность становится понятной, если иметь в виду, что в случае непо- [c.74]

Диффузия в потоке с градиентом скорости [c.43]

Рассмотрим установившийся массообмен между частицей (каплей) и потоком жидкости в случае, когда вещество, диффундирующее от поверхности частицы, испытывает в потоке химическое превращение. При ряде упрощающих предположений, в частности при предположении о диффузионном режиме растворения реагента на поверхности частицы, диффузия в потоке может быть описана следующими уравнениями и граничными условиями [c.191]

Постановка задачи. Метод решения. Рассмотрим установившийся процесс диффузии в потоке вязкой несжимаемой жидкости, обтекающем твердую сферическую частицу [c.206]

Совершенное подобие между явлениями диффузии и теплообмена недостижимо по ряду более или менее второстепенных причин. Так, например, в отличие от теплообмена между потоком и стенкой, диффузия в потоке характеризуется изменением концентрации вдоль потока вследствие поглощения или выделения диффундирующего вещества стенкой. Эта же причина приводит к тому, что вблизи от стенки компонента скорости, нормальная к стенке, при диффузии отлична от нуля, в то время как при теплообмене она равна нулю. Однако при малых и АС такими недостатками подобия можно пренебречь, особенно если учесть, что и при прямом моделировании однородных физических явлений не удается соблюсти в образце и модели ряда мелких условий подобия. [c.72]

Процесс перехода вещества из одной фазы в другую происходит путем молекулярной и турбулентной диффузии. Схематически можно представить себе три последовательные стадии процесса диффузия переходящего вещества в потоке фазы I к поверхности раздела фаз (к межфазной поверхно-с т и), проникновение через эту поверхность и дальнейшая диффузия в поток фазы П. Точное математическое описание этого сложного процесса встречает пока непреодолимые [c.443]

Теория процесса хроматографического разделения первоначально была разработана для насадочных колонок [5], поскольку капиллярные колонки привлекли внимание исследователей значительно позднее. В ра-ботах Голея [16, 17], изучавшего поведение разделяемых веществ в капиллярной колонке, рассматривается размывание зоны вследствие диффузии в потоке газа-носителя. При этом автор предполагал, что в данном-случае реализуется ламинарное течение газа-носителя по колонке и что неподвижная фаза фиксирована на внутренней стенке капилляра в виде гомогенной жидкой пленки. [c.19]

В литературе решение уравнения (4.4) рассматривается с тремя разными граничными условиями для канала бесконечной, полубесконечной и ограниченной длины. Выбор граничных условий зависит от конструкции аппарата и методики проведения эксперимента по изучению продольной турбулентной диффузии. Наиболее близкими к реальным условиям течения газожидкостных потоков в массообменных аппаратах являются граничные условия для канала конечной длины, в соответствии с которыми распределение концентраций трассера рассматривается по всей длине аппарата или контактного устройства, а за пределами аппарата принимается отсутствие турбулентной диффузии в потоке [c.128]

В некоторых случаях молекулярная диффузия может играть заметную роль в перераспределении концентраций в потоке. Для учета молекулярной диффузии в уравнении (6-46) коэффициент Ът представляют состоящим из суммы коэффициентов турбулентной и молекулярной диффузии. В потоках с развитой турбулентностью, а также в случае свободной турбулентности перенос молекулярной диффузией мал и им пренебрегают. [c.97]

Диффузия в потоке. В ламинарном потоке жидкости массообмен между соседними слоями происходит только за счет молекулярной диффузии. Если профиль скорости жидкости известен, то для некоторых случаев возможно вычислить скорость массопередачи в потоке жидкости с помощью основных уравнений молекулярной диффузии. Однако для турбулентного потока такие расчеты вообще невозможны, так как законы массопередачи за счет турбулентности потока изучены еще недостаточно. В таких случаях определение скорости массопередачи производится часто эмпирическими методами. [c.397]

Своеобразной разновидностью диффузионного метода разделения газа является так называемая масс-диффузия, или диффузия в потоке пара, предложенная Герцем [ 12 ]. Сущность метода заключается в том, что обогащение одного из компонентов разделяемой смеси происходит за счет разной скорости диффузии в перегородке, через которую навстречу разделяемой смеси движется какой-либо поток пара (разделительный газ). Легкий компонент диффундирует через пар с большей скоростью и накапливается за перегородкой. В отличие от газовой диффузии здесь размеры отверстий перегородки могут быть значительно больше. [c.6]

Г в e p д Ц и T e Л и И. Г., Кучеров P. Я., Ц х аj< а я В. К. Разделение изотопов методом диффузии в потоке пара. В кн. Труды Второй международной конференции по мирному использованию атомной энергии Женева, 1958. Доклады советских ученых, 6—Получение и применение изотопов. jM., Атомиздат, 1959, стр. 69—86. [c.144]

Диффузия в потоке паров. Диффузия в потоке паров является вариантом газовой диффузии. В этом случае происходит диффузия легкого и тяжелого изотопов с различной скоростью через поток паров, разделяющих два пространства. На рис. 16.3 изображена схема прибора для разделения. Пары ртути поступают из трубки В в трубку С, а через трубку А входит разделяемая смесь газов. Легкий изотоп концентрируется в парах ртути и уносится вместе с ними в предыдущую ячейку разделения, а тяжелый изотоп — через трубку D в следующую ячейку. [c.449]

При установлении механизма экстрагирования в любом аппарате обязательно выяснение 1) характера диффузии в твердой фазе 2.) диффузии на границе раздела фаз твердое тело — жидкость (газ) и 3) диффузии в потоке. На основании установленных определяющих зависимостей может быть рассчитана концентрация целевого компонента на выходе из экстрактора и, следовательно, найдена зависимость для расчета степени извлечения. [c.215]

Второй член правой части уравнения Ариса соответствует коэффициенту дисперсии, появляющейся как результат формирования некоторого постоянного профиля скоростей в сечении канала, отличающегося от равномерного распределения. Как это было показано Тэйлором [6], коэффициент этого вида дисперсии пропорционален квадрату произведения скорости потока на линейный размер и обратно пропорционален коэффициенту диффузии в потоке [см. выше зависимость (IV. 6)]. В условиях зернистого слоя, где постоянный профиль скоростей в полостях между зернами не успевает образовываться, дисперсией Тейлора можно пренебречь [17]. [c.213]

Теперь предположим, что в потоке, подчиняющемся схеме идеального вытеснения, учтена диффузия индикатора. Этот случай иллюстрирует рис. 14.6, б. Здесь происходит не только сдвиг картины распределения концентрации, но и ее деформация по мере продвижения кривая концентрации все больше размазывается . Математическое описание этого случая дает уравнение диффузии в потоке [c.170]

Анализ решения задачи о турбулентной диффузии в потоке приводит к следующим заключениям. [c.11]

Процесс перехода вещества из одной фазы в другую происходит путем молекулярной и турбулентной диффузии. Рассмотрим процесс перехода целевого компонента из газовой фазы О в жидкую фазу L (рис. 9.5, на котором изображен элементарный участок поверхности раздела фаз). Схематически можно представить себе три последовательные стадии процесса диффузия переходящего вещества в потоке фазы О к поверхности раздела фаз, проникновение через эту поверхность и дальнейшая диффузия в поток фазы I. Точное математическое описание этого сложного процесса встречает пока затруднения, поэтому предложены его приближенные описания на основе упрощенных моделей. Наиболее ранней и наглядной является двух-пленочная модель Льюиса и У и т м е н а, согласно которой по обе стороны межфазной поверхности находятся пограничные пленки контактирующих фаз, создающие основное сопротивление переходу вещества из одной фазы в другую (рис. 9.5). При этом на межфазной поверхности достигается равновесие обеих фаз, а количество переходящего (диффундирующего) вещества М в пределах каждой фазы в единицу времени можно выразить уравнениями [c.312]

Для кипящего слоя, распределенного по вертикальной координате, можно написать систему уравнений, аналогичную системе (П1-39), в которой уравнение перемешивания будет выглядеть подобно уравнению для диффузии в потоке [c.175]

Пренебрегая продольной диффузией в потоке, которая, как было установлено [136], оказывает незначительное влияние на процесс обратного осмоса, и заменяя параметр т из выражения (1,56) параметром X, получают выражение, аналогичное (1,54) [c.101]

В местах, где образуются каналы, движение вещества представляет собой нестационарную диффузию в поток, течение которого имеет слоистый характер. Эта часть механизма массопередачи может быть учтена при помощи слагаемого В Ке /зЗсЧ [c.83]

Для поля концентраций наиболее полное разложение по малым числам Ре (до членов порядка Pe lnPe) получено в работе [24]. Задача решалась в предположении реакции первого порядка, протекающей на поверхности сферы, для малых, но конечных чисел Re и Ре. В качестве принималось значение 1 = —с/с . Рассматривался установившийся процесс диффузии в потоке вязкой несжимаемой жидкости, обтекающей жесткую сферическую частицу радиуса а. На большом расстоянии от сферы скорость потока [c.252]

Изолирующее кольцо из сажи превращает реакцию фактически в адиабатическую. Для охлаждения продуктов реакции у выхода из реактора вводят 1500 м /ч водорода прн 50° С, которые путем диффузии в потоке газа и прямого обмена потоков в предварительном сепараторе создают неустойчивое пламя длиной — 2 м. Это свидетельствует о том, что реакция продолжается также в области, которая ограничивает зону охлаждения газов до 2000° С. Степень разложения ацетилена возрастает с 96,75% до 99,9%, соответствующей температуре 2000° С. Приблизительно 40% образованной сажи, охлаждается одновременно с потоком водорода (1000л /ч) и падает на несколько вальцовых ярусов, охлаждаемых водой, и далее отправляется на упаковку. Водород из зоны реакции и водород, вводимый для охлаждения, вместе с сажей проходит через поверхностный ороситель (понижение температуры от 1200 до 700° С), после чего сажа отделяется. [c.101]

Наличие направленного потока псевдоожижающего агента — газа или жидкости — обусловливает значительно меньшую, подчиненную роль перемешивания в нем, чем в твердой фазе. Так, при и = 10 см/с и Н = 10 см, даже если коэффициент диффузии в потоке в 100 раз выше молекулярного и равен Опот=1 см7с, то критерий Пекле на поток Ре от = иН/0 о > 1 и масса проходящего газа практически не успевает перемешаться за время пребывания в кипящем слое. В связи с этим, в первом приближении, можно считать, что взаимодействие газа с твердой фазой происходит так, как будто реактор является аппаратом идеального смешения по твердому и полного вытеснения по газу. [c.117]

Всех этих недостатков лишен метод диффузии в потоке газа-носи-теля ( метод открытой трубы ). В процессе проведения диффузии по этому методу пластины и источник диффузии помещаются в открытую с одной стороны трубу, которая находится в печи, обеспечивающей регулирование и поддержание температуры в двух зонах зоне диффузии и зоне испарения диффузанта. Пар ди( к()узанта доставляется в зону диффузии газом-носителем, в качестве которого используют инертные газы, кислород, их смеси (иногда прибегают и к увлажнению). Использование в качестве газа-носителя таких компонентов, как кислород и водяной пар, способствует образованию нё поверхности сравнительно тонкого оксидного слоя, предохраняющего поверхность от эрозии. [c.158]

Учитывая осесимметричность задачи, запишем безразмерное уравнение стационарной диффузии в потоке в сфе- [c.21]

В однородных потоках локальные возмущения концентрации частиц и пористости не приводят к образованию макронеоднородностей, поскольку в реальных потоках существуют механизмы, стабилизирующие поток. Одним из таких механизмов является псевдотурбулентная диффузия, которая связана с мелкомасштабным хаотическим движением частиц, возникающим вследствие их гидродинамического взаимодействия. Роль псевдотурбулентной диффузии в потоке состоит в том, что при локальном измененш концентрации частиц в потоке всегда возникает поток, направленный в сторону уменьшения этого изменения, по величине пропорциональный модулю градиента концентрации. [c.194]

Когда сплошная фаза фильтруется через слой дисперсного материала, некоторые струйки сплошной среды могут затормаживаться при их взаимодействии с частицами слоя, а другие элементы потока могут проходить через зазоры между частп-цамн относительно быстро, что приводит к дополнительному расширению кривой плотности распределения р(т). При движении через массообменный аппарат потока дисперсной фазы происходит процесс случайного взаимодействия и перемещения отдельных частиц или пакетов частиц, что также приводит к различным временам пребывания тех или иных порций дисперсного материала. Статистически неупорядоченный характер перемещения частиц по аналогии с процессом турбулентной диффузии в потоке сплошной среды позволяет полагать и здесь механизм случайного перемещения частиц квазидиффузионным. [c.73]

Основополагающей в этом отношении следует рассматривать появившуюся в 1960 г. работу Бассета и Хэбгуда, в которой авторы, предположив линейную изотерму адсорбции, вывели уравнение, позволившее рассчитать константу скорости необратимой гетерогенной реакции первого порядка по измеренной экспериментально степени превращения. Теория реакций в импульсном микрореакторе за последние годы интенсивно развивалась как у нас, так и за границей. Были рассмотрены обратимые и необратимые реакции различных порядков как при мгновенном установлении равновесия газ — твердое тело, так и с учетом конечной скорости достижения адсорбционного равновесия в самое последнее время появились работы, в которых учтено также влияние продольной диффузии в потоке и диффузии реагирующего вещества внутрь поры твердого тела на характер протекания каталитических превращений в импульсном микрореакторе. Решение задач в случае нелинейной изотермы адсорбции требует более широкого использования современных методов вычислительной техники. Некоторые результаты, полученные в последнее время с помощью ВМ, описаны в пятой главе. Там же приведены результаты работ нашей лаборатории, в которых показана возможность измерения констант скоростей адсорбции и десорбции в ходе каталитического процесса по форме пиков реагирующего вещества и продуктов реакции. Пока в этом плане сделаны лишь первые шаги, однако в дальнейшем можно надеяться получить интересные результаты по расшифровке механизма сложных реакций, в особенности в тех случаях, когда скорости адсорбционных процессов явлцются лимитирующими. [c.6]

Пренебреже.м продольной диффузией в потоке, которая незначительно влияет на процесс обратного осмоса, и заменим параметр т в уравнении (15.3.5.12) па-ра.метром [c.399]

Кинетические зависимости для этого случая были получены Пиретом [18] в предположении, что перенос вещества в капилляре осуществляется только диффузией. Капилляры заполнялись растворами различных веществ (КС1, Na l, USO4, КСГО4 и др.), и определялась скорость диффузии в потоке медленно текущей дистиллированной воды. Решение имеет вид [c.111]

И. Гвердцители. Р. Кучеров. В. Цхакая. Разделение изотопов методом диффузии в потоке пара. Доклад № 2086. представленный на Вторую международную конференцию по мирному использованию атомной энергии. /Кенева. 1958. [c.525]

Представляется возможным сделать следующие два важных обобщения относительно скоростей переноса массы к зернам катализатора и относительно диффузии внутрь зерна а) Перенос массы к наружной поверхности катализатора всегда происходит быстрее, чем диффузия внутрь катализатора. Это связано с тем, что турбулентность значительно сильнее увеличивает коэффициент диффузии в потоке жидкости, чем внутри зерна катализатора. Даже при отсутстви турбулентности наличие неболь ппх пор в катализаторах снижает коэффициент диффузии до величин кнудсеновской диффузии, которые 1иже, чем величины для потока вне [c.543]

Пренебрежем продольной диффузией в потоке, которая, как было установлено [78], незйачительно влияет на процесс об- [c.164]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология