Перенос вещество

Теплопередача внутри пористого зерна катализатора определяется некоторым эффективным коэффициентом теплопроводности так же, как диффузия — эффективным коэффициентом диффузии данного вещества. Конечно, неренос тепла идет в основном через твердую фазу, в то время как перенос вещества — только через норы. Вопрос о том, как связана эффективная теплопроводность со структурой пор и свойствами твердой фазы, обсуждается в главе 5 книги Петерсена (см. библиографию, стр. 147) здесь мы только отметим, что коэффициент теплопроводности может быть определен таким образом, что тепловой поток через единичную площадку внутри частицы будет пропорционален градиенту температуры по направлению нормали к этой площадке с коаффициентом пропорциональности к . [c.142]

Численное решение одномерных уравнений материального и теплового баланса с учетом процессов продольного переноса вещества и тепла и реакции первого порядка с аррениусовской температурной зависимостью проведено в работе [c.305]

III. 2. Диффузионный перенос вещества в зернистом слое Коэффициенты диффузии и дисперсии [c.84]

В насадочной колонне происходит типичный противоточный дифференциальный процесс — потоки флегмы и паров находятся в постоянном взаимодействии на поверхности насадки, перенос вещества между фазами идет непрерывно. Механизм работы насадочной колонны не состоит из отдельных самостоятельных ступеней, а представляет собой непрерывное изменение концентраций жидких и паровых потоков вдоль всей поверхности контакта фаз. Именно этой непрерывностью изменения составов [c.121]

Изменения состава реагирующей смеси не случайны, а определяются двумя различными причинами. Первая причина — внешняя подача или удаление вещества пз системы вторая причина — внутренняя изменения, вызванные химической реакцией. Именно структура изменений второго типа рассматривается в данной главе. В то время как перенос вещества в пространстве описывается уравнениями материального баланса, соответствуюш,ими определенному типу реактора, внутренние изменения зависят только от самой химической реакции и поэтому одинаковы для реакторов всех типов. [c.14]

Коэффициенты массоотдачи и г характеризуют одновременный перенос вещества за счет молекулярной и конвективной диффузии и равны тому количеству диффундирующего компонента, которое передается в расчете на единицу межфазовой поверхности в единицу времени при единице движущей силы. Как видно из уравнения (111.146), последняя может выражаться по-разному. [c.211]

Мы не рассмотрели процессы, связанные с изменением объема в ходе реакции. Если в результате реакции объем уменьшается, то перенос вещества к активной поверхности облегчается благодаря всасывающему эффекту реакции. Обратный эффект наблюдается в случае реакций, идущих с увеличением объема. [c.141]

Проблемы поперечного профиля скоростей и радиального переноса вещества и тепла Комбинированные реакторы [c.254]

Наконец, коэффициенты дисперсии в стационарном и нестационарном режимах перемещивания могут существенно отличаться за счет наличия релаксационных процессов. В пространстве между зернами [7], особенно в вязкостном режиме течения, неизбежно возникают области замедленного движения жидкости — застойные зоны. При стационарном во времени поле концентраций эти зоны мало влияют на процесс переноса вещества вдоль и поперек потока. В нестационарном же режиме перемешивания, примесь, импульсно введенная в основной поток, сначала задерживается при проникновении ее в застойные зоны, затем же с соответствующей задержкой вымывается. Это обстоятельство также приводит к размытию фронта волны перемешивания. Если обозначить объемный коэффициент массообмена между проточными и застойными зонами через (с ), то по оценке размерностей релаксационная составляющая коэффициента дисперсии должна выражаться как [c.88]

Так, при турбулентном режиме течения жидкости (газа) перенос вещества в потоке начинает определяться беспорядочными турбулентными пульсациями ( вихрями ) и интенсивность перемешивания характеризуется некоторым коэффициентом турбулентной диффузии Отурб. Его значение не зависит непосредственно от физических свойств вещества потока [6, стр. 149] и является функцией его средней скорости й и характерного линейного размера L, т. е. [c.87]

В. С. Б е с к о в, В. П. К у 3 U н, М. Г. С п и п ь к о, Моделирование химических процессов в неподвижном слое катализатора. Радиальный перенос вещества и тепла. Хим. пром., № 7, 508 (1964). [c.302]

Известно, что в любом химическом процессе, особенно в гетерогенном, явления переноса вещества и энергии играют существенную роль, В большинстве случаев стремление к оптимальному проведению процессов сводится к тому, чтобы обеспечить условия достижения режима химической кинетики. Для этого создают интенсивную конвекцию среды, облегчают доступ реагентов к активным поверхностям за счет измельчения катализаторов или нанесения на соответствующие носители и т. д. В результате уменьшается сопротивление процессам переноса и устраняется влияние последних на химическую реакцию. [c.186]

Здесь уместно отметить, что с рассмотренной точки зрения диффузионная массопередача происходит так, как будто сонротивление диффузии сосредоточено по обеим сторонам поверхности раздела сред в двух тончайших пограничных слоях. В действительности, конечно, перенос вещества управляется значительно более сложными законами. Тем не менее указанная теория оказалась весьма удобной, ибо расчеты, проведенные по уравнениям, полученным па основе этой теории, дают результаты, близкие к практически проверенным значениям. Чем интенсивнее турбулентность взаимодействующих фаз, тем более оказывается близкой к действительности картина процесса, основанная на данной теории. [c.76]

Как было показано в разделе П1. 1, вследствие упаковки элементов слоя в группы с различным коэффициентом пустот газ движется по слою с флуктуациями скорости. Такие флуктуации должны вызвать колебания в интенсивности массоотдачи по отдельным зернам. Действительно, наши опыты с определением убыли массы каждого отдельного зерна показали, что эта убыль рааглична с колебанием 4% вокруг среднего значения (в области Кеэ > 100). При обработке опытов коэффициент массоотдачи рассчитывали как усредненный по суммарной убыли массы на весь ряд. Проверкой корректности метода локального моделирования массообмена одним рядом возгоняемых шариков являются опыты с двумя рядами таких шариков, уложенными один на другой. Движущая сила переноса вещества, определяемая с учетом наличия нафталина в газе на входе в слой, для второго ряда меньше, чем для первого. Расчеты коэффициентов массоотдачи р в этих опытах показали, что в обоих рядах р практически одинаков. [c.149]

Без учета радиального переноса вещества и тепла уравнения (1П.6) и (П1.7) упрощаются и характеризуют химический процесс только с продольным переносом [c.43]

Таким образом, проведенный краткий анализ результатов по переносу, который скорее следует считать качественным, чем количественным, все же позволяет сделать некоторые выводы о весовой доле членов, учитываюш их продольный и радиальный перенос вещества и тепла в уравнениях диффузионной модели. [c.66]

В целом, учет продольного переноса вещества при математическом моделировании химических процессов должен быть непременным условием. Пренебрежение им и переход к идеальным моделям можно сделать лишь в тех случаях, когда доказано, что его влияние на скорость процесса в данных условиях не выходит за пределы экспериментальных и расчетных погрешностей. [c.67]

Заинтересовавшись диффузией — движением частиц среды, приводящим к переносу вещества и выравниванию концентраций, он начал изучать диффузию газов через мельчайшие поры или тонкие трубки. В 1829 г. ему удалось показать, что скорость диффузии газа обратно пропорциональна корню квадратному из его плотности (закон Грэхема). [c.128]

Условия процесса могут быть постоянными по всему сечению реактора только при хорошем поперечном перемешивании реагирующей смеси. Последнее обычно описывается эффективным коэффициентом поперечной диффузии Е . В неподвижном слое поперечное перемешивание вызывается разделением и слиянием потоков при обтекании твердых частиц. Анализ этого процесса с помощью метода случайных блужданий приводит к значению радиального числа Пекле Ре = vdJE , равному — 8. В многочисленных экспериментальных исследованиях в неподвижных слоях без химических реакций были найдены числа Пекле от 8 до 15 причем при Ке > 10 число Пекле не зависит от числа Рейнольдса. Это подтверждает предположение о том, что поперечное перемешивание является чисто гидродинамическим эффектом. Числа Пекле для переноса тепла те же, что и для переноса вещества, а это говорит о пренебрежимо малой роли твердых частиц в процессе поперечной теплопроводности. С уменьшением числа Рейнольдса ниже 10 число Пекле сначала возрастает, но затем начинает уменьшаться, так как при [c.263]

Особенности первоначальных теорий таковы. Кишиневский [16, 17] предполагает, что перенос вещества осуществляется, главным образом, массовым потоком (т. е. турбулентной диффузией) и считает коэффициент турбулентной диффузии Dt не зависящим от расстояния у до границы раздела фаз. Это равносильно допущению, что поверхность раздела фаз не гасит турбулентность. Между тем это не так. В случае твердой поверхности раздела гашение хорошо -изучено и известна зависимость Dt(y). Для границ жидкость — жидкость и жидкость — газ поверхностное натяжейие, как правило, также обеспечивае.т доста- точную прочность поверхности. Поэтому и для этих систем предположение о независимости коэффициента турбулентной диффузии от расстояния, безусловно, неправильно. Коэффициент же массопередачн оказывается чувствительным к закону изменения Dt(y) [см. ниже уравнение (16.8)]. [c.173]

Коэффициенты Во, Во. /, fepeл и кз необходимо определить экспериментально при стационарных и нестационарных режимах переноса вещества в зернистом слое. [c.93]

IV. Непосредственное определение пристенного коэффициента массоотдачи Рст в условиях, когда перенос вещества по радиусу слоя не оказывает существенного влияния на процесс [27, первая ссылка]. На внутреннюю поверхность трубок диаметром 10—16 мм и длиной 50—150 мм наносили тонкий слой р-нафтола на длине (4—13) Dan- Концентрацию -нафтола в воде определяли на выходе спектрофотометрически. Растворимость р-нафтола в. воде невелика и поэтому сколько-нибудь заметного изменения поверхности трубки во время опыта не происходит, а концентрация р-нафтола на выходе далека от равновесной. Из-за высокого значения критерия Шмидта S ( 1100) сопротивление переносу вещества сосредоточено у стенки трубки. Даже при Кеэ = 10 это сопротивление составляло 97% от общего. [c.130]

Изучение и оценка переноса тепла в реакционном объеме представляют большие трудности. Особенно это относится к реакторам с насадкой, так как тепл оперен ос в них осуществляется не только через массу реагирующего газа или жидкости, но и непосредственно через твердую фазу. В ряде случаев в тепловом балансе необходимо учитывать также и лучеиспускание. Поэтому, чтобы различные механизмы переноса тепла можно было однозначно характеризовать, вся масса реакционного объема в соответствии с диффузионной моделью рассматривается как некоторая однородная (гомогенная) среда, в которой перенос тепла происходит с некоторым эффективным коэффициентом температуропроводности Отэ По тем же причинам, что и для коэффициента переноса вещества (неизотропность реакционной среды, упрощение расчетов), вместо 0 будем рассматривать его продольную и поперечную составляющие ат и атг. При этом вначале определяются коэффициенты теплопроводности и Хг, ккал1м ч град. Величина коэффициента температуропроводности определяется из соотношения [c.67]

Ранее опубликовано значительное число работ, в которых коэффициенты массообмена вычисляются на основании решений задач нестационарной сорбции и ионообмена в предположении, что скорость процесса определяется переносом вещества из потока к поверхности зерен. Большинство из этих работ приводит к зависимостям, удовлетворительно согласующимся с формулами (IV. 71) и (IV. 72). Подробнее эти работы здесь не рассматриваются, поскольку процессы сорбции и ионного обмена гораздо сложней нестационарного теплообмена и указанная выше согласованность результатов может быть истолкована лишь как подтверждение того, что в исследованных процессах скорость переноса действительно определяется массообменом на поверхности зерен. [c.161]

Благодаря наличию конвективных токои или завихрений, способствующих быстрому переносу вещества внутри турбулентно движущейся текучей среды, массопереход в основной части потохса газа или жидкости происходит значительно эффективнее, чем молекулярная диффузия в пограничном диффузионном слое. [c.71]

Скорость переноса вещества н фазе обратно пропорциональна сопротивлению сред1.(, которое складывается из сопротивлений, оказываемых основной массой среды, буферным и пограничным слоями. Часто оказывается удобным условно рассматривать все явление массоотдачи как происходящее за счет только молекулярной диффузии в области постоянного градиента концептрации или, в случае газов, постоянного градиента парциального давления. В этом случае вводится фиктивная толщина ламинарного слоя бе, в котором сонротивление диффузии принимается равным сумме сопротивлений реального ламинарного слоя, буферного слоя и турбулентной зоны. [c.71]

Размерность [м час],кг [молъ1м час] и к1-" [моль м" час ат. Коэффициент массоотдачи характеризует одновременный перенос вещества за счет молекулярной и конвективной диффузии и равен тому количеству диффундирующего компонента, которое передается в расчете на единицу межфазовой поверхности в еди- [c.72]

Рассмотреппая теория показывает, какую вая иую ро.т[ь играют коэффициенты массоотдачи для расчета процессов диффу-зиопного переноса вещества мея ду фазами. [c.84]

Перенос субстаищо осуществляется посредством некоторого носителя. Различают три зфовня масштабов при рассмотрении носителя переноса. Нижний уровень — квантовый, на которюм материальным носителем являются элементарные частицы. Например, перенос лучистой энергии осуществляется квантами света (фотонами). В химической технологии этот уровень переноса играет исключительную роль в таких областях, как фотохимия, радиохимия, а также в металлургии, в нефтепереработке и теплотехнике, где используют прямой огневой нагрев. правило, на квантовом уровне осуществляется перенос энергии. И лишь в ядерных реакциях, при которых захват элементарных частиц осколками деления крупных ядер приюдит к образованию стабильных элементов, можно рассматривать перенос вещества. [c.58]

В последние 20—30 лет разработано множество моделей механизма переноса вещества из одной фазы в другую. Но ни одна из имеющихся моделей не описывает процесса пoJ нo тью. [c.52]

В одной из моделей механизм массопередачи упрощенно представляется следующим образом (рис. 9). Предполагается, что с обеих сторон от поверхности соприкосновения фаз в каждой фазе образуются неподвижные или ламинарнс движущиеся диффузионные слои (пленки), отделяющие пов(фхность соприкосновения от ядра потока соответствующей фазы. Ядро фазы — основная масса фазы, где происходит интенсивное перемешивание. Принимается, что вследствие I-нтенсивного перемешивания в ядре фазы концентрация распзеделяемого вещества в нем практически постоянна. Перенос вещества в ядре фазы осуществляется преимущественно за сче-- конвекции, т. е. движущимися частицами гасителя (распределяющей фа- ы) и распределяемого (целевого) вещества. [c.52]

Граничные условия — это условия на поверхности, ограничивающей объем, в котором происходят химические превращения и сопровождающие их процессы переноса вещества, тепла и гидродинавлические явления. Для химических процессов в качестве граничных условий обычно задаются значения концентрации, температуры, производные этих или других величин (переменных процесса), а также линейные комбинации в виде многочлена из переменной и ее производной. [c.9]