Процессы с однородными и неоднородными

В энергетических или технологических процессах, связанных с использованием газообразного топлива, существенным является то обстоятельство, что они протекают в газовой фазе, поскольку окислитель (кислород, воздух либо кислородсодержащие смеси) также находится в газообразном состоянии. Топливо и окислитель могут смешиваться либо непосредственно в устройстве, в котором протекает процесс (горелке, сопловой насадке, реакторе), либо заранее, образуя предварительно перемешанную однородную гомогенную смесь. Если в такой смеси инициировать сложный химический процесс, то его характеристики уже не будут зависеть от условий смешения. В тех случаях, когда процесс протекает так быстро, что его характерные времена много меньше характерных времен масс,-теплообмена с окружающей средой, он целиком определяется лишь свойствами исходной смеси. Если при этом не возникает пространственных концентрационных неоднородностей, т. е. в ходе процесса состав реагирующей системы в любой точке реакционного пространства остается однородным (за счет, например, интенсивного перемешивания или циркуляции), то все характеристики процесса являются функциями только времени, а не координат (так называемая сосредоточенная постановка задачи). [c.11]

Движение частиц в процессе гравитационной седиментации можно рассматривать как явление самодиффузии, если распределение частиц в суспензии однородно. Неоднородность в распределении частиц приводит к явлению градиентной или обычной диффузии. Эксперименты [72] показали, что флуктуации скорости частиц достигают их средней скорости движения, причем иногда частицы движутся даже против силы тяжести. Сильная анизотропия гидродинамической диффузии приводит к тому, что коэффициент самодиффузии в направлении д равен D = 8at/, а в поперечном направлении D = 2aU, где а — радиус частиц, U — средняя скорость стесненного осаждения частиц. Отмечено также, что эффект самодиффузии заметно уменьшается, когда концентрация частиц становится больше 30 %. Самодиффузия наблюдалась также при осаждении тяжелой частицы в суспензии легких частиц. Если учитывать только парные гидродинамические взаимодействия частиц, то при стоксовом течении горизонтальная составляющая гидродинамической самодиффузии оказывается равной нулю [73]. Этот факт свидетельствует о том, что поперечная составляющая самодиффузии в суспензии вызвана, по-видимому, не парными, а многочастичными гидродинамическими взаимодействиями. [c.240]

Явление изменения скорости протекания химической реакции, вызываемое различными катализаторами, называется катализом. Различают однородный (гомогенный) и неоднородный (гетерогенный) катализы. При неоднородном катализе катализатор и реагирующие вещества находятся в разных состояниях (фазах), при эюм часто катализатор является твердым телом, а реагирующее вещество находится в жидкой или газовой фазе. К последнему типу катализа относится и каталитический крекинг иногда такие каталитические процессы называют контактными, а твердые катализаторы контактными веществами или просто контактами. [c.44]

Математическое описание кинетики радиолиза дано на основе так называемой радикально-диффузионной модели. Целью этого описания является создание пространственно-временной картины процесса. Согласно радикально-диффузионной модели, химически активные первичные частицы, образующиеся приблизительно через 10" сек после начала действия излучения, находятся в термическом равновесии с окружающими частицами. В пространстве эти частицы распределены неравномерно характер распределения определяется видом излучения. Далее эти частицы диффундируют из треков в соответствии с макроскопическими законами диффузии и реагируют друг с другом или с другими частицами, образуя либо устойчивые молекулы, либо вторичные неустойчивые частицы (например, радикалы НО2), которые вступают в дальнейщие взаимодействия. Закономерности кинетики этих элементарных процессов принимаются такими же, как и при однородном распределении реагирующих частиц в пространстве. Реакции первичных и вторичных частиц приводят к образованию стабильных конечных продуктов Нд и НзОз- Следует отметить, что величины концентраций, определяющие скорость химических реакций и диффузии, могут использоваться для этих расчетов лишь в том случае, если число таких частиц достаточно велико, чтобы можно было пренебречь влиянием флуктуаций на макроскопический процесс. Однако неоднородность распределения активных час- [c.262]

Рассмотрим теперь пример, иллюстрирующий сложный характер протекания релаксационных процессов в неоднородных средах. Пусть к неограниченной среде с полостью радиуса в момент = О приложено сдвиговое напряжение 012, являющееся на большом расстоянии от полости однородным. Тогда напряжение в окрестности полости будет определяться выражением [60] [c.344]

Если поверхность широко неоднородна, то реагирующие компоненты будут сорбироваться на участках с различной теплотой сорбции и энергией связи с поверхностью. Широкий спектр энергий связи адсорбированных частиц неизбежно приведет к низкой избирательности процесса. Сам окислительный, процесс регулирует неоднородность поверхности путем блокировки наиболее активных участков. Поверхность окислительных катализаторов в стационарном состоянии более однородна, чем поверхность [c.221]

Равновесные изобарные кривые кипения и конденсации неидеальных растворов, однородных и неоднородных в жидкой фазе азеотропов, должны определяться опытным путем, ибо предложенные до настоящего времени теоретические методы их расчета страдают серьезными недостатками, громоздки и, самое главное, неточны. Сами же кривые незаменимы в анализе процессов испарения, конденсации и ректификации как единственное средство наглядного представления равновесных соотношений изучаемых систем. [c.39]

Эта разность особенно велика для неоднородных нефтепродуктов и потому может служить одним из показателей для контроля производства данных масел. Она характеризует однородность масляных дистиллятов и отсутствие разложения масла в процессе его производства. [c.168]

Ход процесса адсорбции в мономолекулярном слое на неоднородной поверхности значительно сложнее, чем на однородной. Дополнительные сведения по этому вопросу можно найти в литературе, указанной в библиографическом списке в конце книги. [c.277]

Разработанные в настоящее время теории контактных процессов базируются на следующих предположениях 1) реакция проходит на неоднородной поверхности или 2) между адсорбированными на однородной поверхности молекулами существует взаимодействие. [c.280]

Если процесс испарения происходит при постоянной концентрации с=](1ет (что характерно только для однородных жидкостей), то формула (У.25) переходит в формулу (У.22). Таким образом, скорость испарения капель ш неоднородных жидкостей может быть теоретически определена по уравнению (У.25), но для этого необходимо знать закономерность изменения концентрации испаряющихся фракций от времени с=/(т). [c.106]

Если же полученные кристаллы термодинамически устойчивы, то дальнейшие превращения возможны лишь а результате изменения условий существования твердой фазы, например при дальнейшем понижении температуры или при изменении давления. Аналогичная картина наблюдается и в случае твердых растворов. При быстром охлаждении расплавов получаются термодинамически неустойчивые образования неоднородной структуры, которые переходят в термодинамически устойчивую однородную форму после достаточной выдержки прн той же температуре. Но в твердых растворах возможен и другой процесс дальнейшего упорядочения структуры. Вполне однородный в статистическом смысле и термодинамически устойчивый твердый раствор иногда способен при дальнейшем охлаждении изменить свою кристаллическую структуру, образуя уже иную, но опять однофазную однородную систему. Пример подобного процесса встречается при охлаждении сплавов меди и платины различных составов (рис. XIV, 13). [c.413]

Часто из-за неоднородности условий протекания процесса в реальных условиях не достигаются расчетные показатели, потому что при проектировании контактных аппаратов не уделялось достаточного внимания вопросам равномерного подвода реагирующих веществ, смешения потоков на входе в реакционный объем, нагрева и охлаждения, засыпки катализатора и т. п. Создание однородных условий работы приобретает решающее значение при проектировании реакторов большой мощности. Без всестороннего исследования реакторов с помощью математической модели и машинного эксперимента невозможно надежно и однозначно определить влияние неоднородностей на эффективность работы реакторов, установить требования, ограничивающие отклонения от однородных условий в допустимых пределах. [c.15]

Для выяснения влияния процесса поперечного перемешивания в однородном слое на исходный неоднородный газовый поток моделировалась подача (в две половины слоя) газового потока с различной температурой. Из рис. 7.18, где представлены результаты расчета, следует, что взаимовлияние потоков на расстояние, большее 30 см, не происходит. Следующим этапом было выяснение необходимого количества зон, на которые надо разделить слой катализатора, чтобы свести к минимуму влияние неоднородностей. Эти расчеты были проведены также на однородной диффузионной модели. На первом этапе определялись потери от неоднородности температуры по длине реактора, со- [c.330]

Закономерности процессов проницания газов в непористых мембранах определяются прежде всего сплошностью матрицы мембраны (хотя бы в пределах тонкого поверхностного слоя). При бездефектном изготовлении такой мембраны полностью исключается фазовый перенос компонентов разделяемой газовой смеси единственно возможным видом массопереноса становится диффузия растворенного вещества в довольно плотной среде вещества мембраны. Сплошная матрица может иметь жесткую кристаллическую или аморфную структуру, характерную для металлов и стекол, но чаще представляет собой эластичный полимерный каркас, который можно рассматривать как однородное аморфное или композиционно-неоднородное образование. [c.70]

Анализ гидродинамики псевдоожиженного слоя представляет собой сложную задачу, так как помимо однородного часто наблюдается неоднородное псевдоожижение (наличие крупных пузырей, каналов, фонтанирование и т. п.). Для интенсификации технологических процессов с твердым зернистым материалом используют также встречные струи и закрученные потоки [13], наложение колебаний [14, 15], акустические [6] и электрические поля [16]. [c.120]

Если привести в соприкосновение два или несколько веществ, то можно получить либо новые соединения, либо неоднородную смесь (которую можно вновь разделить на составные части с помощью механических или простых физических методов), либо, наконец, однородную систему. В первом случае протекает химическая реакция, во втором — механический процесс (в результате которого получается смесь, причем ее неоднородность будет определяться лишь усилиями, приложенными при перемешивании). Третий же случай — процесс образования раствора — является промежуточным между химическим и механическим процессами. Состав растворов в некотором интервале концентраций, температур и давлений может меняться непрерывно. Отсутствием у них постоянства состава и неприменимостью к ним закона кратных отношений и закона эквивалентов растворы приближаются к механическим смесям. С химическими соединениями их роднит однородность (часть тождественна целому) другим общим признаком являются довольно значительные объемные и энергетические эффекты, сопровождающие процесс растворения многих веществ. [c.129]

Оценка качества смеси. В процессе смешивания в рабочем объеме смесителя происходит взаимное перемещение частиц разных компонентов, находящихся до перемешивания раздельно илн в неоднородно внедренном состоянии. В результате перемещений возможно бесконечное разнообразие расположения частиц в рабочем объеме смесителя. В этих условиях соотношение компонентов в микрообъемах смеси —величина случайная, поэтому большая часть известных методов оценки однородности (качества) смеси основана на методах статистического анализа. Для упрощения расчетов все смеси условно считают двухкомпонентными, состоящими из так называемого ключевого компонента и условного, включающего все остальные компоненты смесей. Подобный прием позволяет оценивать однородность смеси параметрами распределения одной случайной величины — содержанием ключевого компонента в пробах смеси. В качестве ключевого компонента обычно выбирают такой компонент, который либо легко анализировать, либо распределение его в смеси особенно важно по техническим требованиям, [c.228]

Уравнение (6.7), позволяющее определить вероятность состояния системы, в общем случае неоднородно, так как Pi x,t) зависят как от т, так и от 1. При рассмотрении однородного по времени или стационарного случая (в дальнейшем будем рассматривать только однородные марковские процессы) считают, что вероятности состояния зависят только от продолжительности временного интервала и не зависят от момента его начала Pi(x,t)=Pi(t—х), т. е. при т = 0 рассматриваются только вероятности состояния Pi(t). [c.161]

Этот метод неприменим к системам однородным или вообще к процессам, протекание которых не вызывается неоднородностью системы, он неприменим, в частности, к гомогенным химическим реакциям. [c.207]

Инженеры-химики, технологи и конструкторы должны владеть методами химической термодинамики в приложении к расчету равновесий и неравновесных процессов в рамках термодинамики необратимых самопроизвольных и несамопроизвольных процессов, для веществ в идеальном и неидеальном состоянии, для химически и фазово однородных и неоднородных систем. [c.3]

По величине изменения характеристических функций и, Н, 8, А и О можно определить критерии для выявления равновесного состояния системы и протекания в них необратимых само- или несамопроизвольных процессов, протекающих в фазово-однородных или неоднородных системах. Этот метод основывается на [c.138]

В периоде III скорость процесса смешивания становится равной скорости процесса сегрегации, поэтому У не меняется во времени. Наименьшее значение коэффициента неоднородности называют предельным коэффициентом неоднородности У п- Время /см достижения смесью однородности, оцениваемой значением является опти- [c.229]

Методы составлений кинетических уравнений (моделей) гете-ЕОГенных каталитических р.еакцкй. Как правило, многие гетероген -ны е каталитические реакции (как ионного, так и электронного типов) удовлетворительно описываются кинетическими уравнениями пер — во го порядка (особенно в области малых заполнений поверхности катализатора). Это, по —видимому, обусловливается тем, что лимитирующей суммарный каталитический процесс стадией является хемосорбция на однородной поверхности катализатора, осуществляемая мономолекулярно. При этом первый кинетический порядок имеет место обычно независимо от того, осуществляется ли хемо — сорбция по одноцентровому или многоцентровому (в виде мультип — летов, ансамблей и др.) механизмам. Установлено, что большее влияние на кинетический порядок каталитических реакций оказывает неоднородность поверхности. В ряде случаев большая адекватность достигается при использовании кинетических уравнений (моделей), выведенных исходя из представлений неоднородности поверхности (Рогинский С.З., Зельдович Я.Б., Темкин М.И. и др.). [c.98]

Стадии в рассма,триваемом процессе могут быть однородными или неоднородными. Процесс с однородными стадиями представляет собой последо-вательное изменение состояния объекта во времени либо состоит из последовательности однотипных аппаратов (напри.мер, каскада реакторов), в которой соответствующий поток сырья проходит последовательную переработку. Примером процесса с неоднородными стадиями является технологический участок химического производства, на котором исходное сырье последовательно перерабатывается в аппаратах различных типов (например, реактор абсорбер - ректификационная ко.лонна). [c.63]

Традиционным методом, моделирования — физическому с использованием натуральных, хотя и лабораторных установок, методу я-теоремы и анализа размерностей, а также изложенному выше методу линейного моделирования по -критерию, присущи трудноустранимые недостатки. Эти недостатки обусловлены несовместимостью некоторых критериев, предположениями об изотермично-сти или стационарности процесса, заменой неоднородной с переменным составом и свойствами сложной композиции (смеси) идеализированной сплошной, однородной средой с определенными реологическими свойствами. [c.196]

Наиболее простым являетея случай внешнего воздействия при постоянной площади и объеме пленки в этом случае изменение толщины элементов неоднородной пленки происходит исключительно из-за перераспределения жидкости по площади пленки. При этом правая часть (И) имеет только один положительный корень, равный средней толщине пленки -j-, который, например, при испарении ПАВ отвечает процессу выравнивания неоднородностей. Если с поверхности пленки испаряется растворитель, это наоборот приводит к усилению неоднородностей по абсолютной величине на процесс общего утонь-шения пленки в результате испарения растворителя накладывается процесс перекачивания раствора из более тонких частей пленки в толстые, из-за чего разрыв неоднородной пленки должен происходить быстрее, чем в тех же условиях разрыв однородной, толщина которой равна минимальной толщине неоднородной. Эта разница, как следует из (И), неограниченно растет при уменьшении поверхностной активности первого компонента, так что в конечном итоге пленка не способна существовать именно из-за неоднородностей. В процессе конденсации растворителя происходит, наоборот, выравнивание неоднородностей пленки, причем и этот эффект тем сильнее, чем слабее поверхностная активность вещества. [c.77]

Рассмотрим, в какой же мере достоверно описывает процесс простая одномерная модель В частности насколько однородны условия по сечению реактора Терни и другие исследователи (см. библиографию на стр. 301) нашли, что в случае частиц неправильной формы небольшое увеличение пористости слоя вблизи стенки исчезает уже на расстоянии от стенки, равном одному диаметру частицы, и доля свободного объема остается постоянной до центра слоя. В слое частиц более правильной формы доля свободного объема, начиная от стенки реактора, быстро уменьшается, а затем приближается к среднему значению, совершив два-три затухающих колебания. Например, для цилиндров в слое, имеющем диаметр, который в 14 раз превышает диаметр частицы, доля свободного объема на расстоянии 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 и 3,0 диаметра частицы от стенки реактора может быть равна соответственно 0,15 0,31 0,20 0,27 0,22 и 0,25, причем средняя пористость составляет 0,25. Очевидно, неоднородность несущественна в слое частиц неправильной формы или при очень большом отношении диаметра слоя к диаметру частицы. Торможение потока у стенки компенсирует влияние большой локальной пористости слоя, поэтому наиболее высокие скорости потока должны наблюдаться на расстоянии порядка диаметра частицы от стенки реактора. Однако об этом трудно сказать что-либо определенное, так как во многих промышленных реакторах форма поперечного сечения слонша, а характер упаковки частиц катализатора неизвестен. По-видимому, влияние неоднородности слоя настолько невоспроизводимо и в то же время незначительно, что его не стоит учитывать при разработке более детализированной модели слоя. [c.263]

Стадии в процессе могут быть однородными и неоднородными. Процесс с однородными стадиями представляет собой последовательное изменение состояния объекта во времени либо состоит из последовательности однотипных аппаратов (например, ](аскад реакторов), в которой соответствующий поток сырья про-содит последовательную переработку. [c.244]

Теория кииетики гетерогенных процессов основана на применении уравнения адсорбции Лэнгмюра, которое выведено в предположении, что поверх-ностз однородна и между адсорбированными молекулами нет взаимодействия. Первое из этих предположений равносильно тому, что на всех адсорбционных центрах поверхности теплота адсорбции Q имеет одно и то же постоянное значение. Для каталитически однородных поверхностей дополнительно должно соблюдаться постоянство энергии активации для всех активных центров катализатора. Если эти условия не соблюдаются и теплота адсорбции изменяется для различных центров в широких пределах от <3мия. до <)макс. (или энергия активации от мия. до Яманс.), поверхность называется неоднородной, и, очевидно, для описания протекающих на ней процессов необходимо ввести определенные поправки в выражения, выведенные для однородных поверхностей. [c.347]

В ходе процесса кристаллизации температура системы понижается и равновесие между расплавом и кристаллами, образовавшимися ранее, т, е. при более высокой температуре, нарушается. Поэгому кристаллизация сопровождается диффузией, в результате чего при медленном проведении процесса зерна всего сплава получаются однородными и имеют одинаковый состав. При быстром охлаждении процессы диффузии не успевают происходить и сплза получается неоднородным. [c.549]

Отверстия, возникшие вследствие движений в земной коре. Эти движения возникают с особой силой во время горообразующих процессов, но и в другое время тангенциальные силы и силы изостазиса создают в земной коре сильные напряжения, которые время от времени так или иначе разряжаются. Если этим силам подвергаются пеуплотненные осадки, они легко поддаются воздействию этих сил, обнаруживая как бы свойство текучести. Но когда в процессе диагенетического изменения осадок затвердевает и превращается в твердую породу, текучесть может возникнуть лишь при чрезвычайно больших давлениях. Обыкновенно же такая порода на динамическое давление реагирует образованием или складок или разрывов, по которым происходит смещение одной части породы по отношению к другой, или возникновением явлений сбросового характера. Иногда напряжение может разрешиться возникновением передвижек внутри самой породы. При этом в породах неоднородного характера, составленных из кусков разной формы и величины, восстановление нарушенного равновесия может произойти путем взаимного перемещения, взаимной передвижки составных частей. По другому будут реаги-, ровать однородные плотные породы, например известняк или твердые мергели. Под влиянием действующих на них сил давления или растяжения в них возникнут разломы, разрывы и трещины. Подобные разрывы чаще всего ограничиваются пределами одного пласта и известны под именем трещин расслоения. Эти трещины увеличивают пористость породы, но их объем обычно невелик по сравнению с общим объемом породы, которая их содержит. Гораздо большее значение они имеют в том отношении, что вместе с плоскостями наслоений они являются отличными путями для циркулирующей в породе жидкости. Последняя при известных условиях способна растворять вещества, встречающиеся на ее пути, и тем самым увеличивать пористость породы. Так как трещиноватые сланцы составлены из нерастворимого материала, то их пористость от циркулирующих по их трещинам вод не увеличивается, а наоборот, даже может уменьшаться, если произойдет выпадение переотложенного, растворенного в воде вещества. Если трещины расслоения возникают в результате сил скручивания, то образуются две или более системы трещин, расположенные под углом друг к другу. Циркулирующие по таким трещинам воды при известных условиях могут увеличивать объем пустот. [c.153]

В периоде III скорость процесса смешивания становится равиой скорости процесса сегрегации, поэтому У не меняется во временн. Наименьшее значение коэффициента неоднородности называют предельным коэффициентом неоднородности Время достижения смесью однородности, оцениваемой значением К,.,,, является оптимальным временем смешивания, так как при дальнейшем смсцшвании Ус lit уменьшается [c.229]

Для фиксированных ТДР и механизма процесса возможные значения вектора с лежат внутри выпуклого конуса (с), натянутого на - совокупность векторов (v , sign Wj ) , где сигнатура sign есть последовательность Si,. . ., всякий элемент которой равен +1 или —1. Каждой статистически однородной кинетической модели (т. е. заданию разных кинетических параметров для одного и того же механизма) соответствует свой вектор vj внутри этого конуса. Это позволяет анализировать как статически неоднородные гипотезы, так и однородные. В первом случае проблема выбора механизма состоит в нахождении такой области в многограннике реакций, в которой соответствующие конусы i( ) и а(с) не пересекаются вовсе или имеют только общую границу. Эта ситуация иллюстрируется рис. 21, где представлена система трех веществ Aj (i = 1, 2, 3) и двух возможных ме- [c.239]

Гидродинамическая проблематика такого рода процессов многие годы не только недооценивалась, но и в существенной мере оставалась неотчетливой. С одной стороны, казалось почти очевидным, что вследствие значительного подпора, который создает слой зерен набегающим на них потокам, и значительного удельного сопротивления самого слоя процессы в неподвижной зернистой среде почти всегда соответствуют идеальному вытеснению, следовательно, гидравлическая проблематика в данном случае ограничивается оценкой гидравлического сопротивления однородному потоку жидкости в однородной неподвижной среде и оценкой эффективных режимных и переносных характеристик процесса на уровне макрокинетических задач. Профиль скорости внутри слоя считался однородным, за исключанием пристенной области толщиной 2—3 диаметра зерна катализатора. В связи со сказанным неоднородности течения реагентов внутри слоя при расчетах аппаратов не учитывались. Это было вызвано по-видимому тем, что при исследовании реакторов отношение диаметра аппарата к диаметру зерна обычно было больше или равным 10, поэтому все неоднородности течения объясняли хорошо известными изменениями в укладке 2—3 рядов зерен [188]. С другой стороны, конкретная практика эксплуатации процессов в промышленности обнаруживала значительные несоответствия этому. Так, например, в ряде случаев происходили необъяснимые с точки зрения теории идеального вытеснения вспышки катализатора, а то и взрывы. Поскольку такого рода явления ни в лабораторных, ни в пилотных установках места обычно не имели, то эти явления относили к эффектам масштабного перехода . [c.324]

Причина отмеченного расхождения заключается в том, что вторая группа авторов, проводившая эксперименты в режиме неоднородного псевдоожижения, интерпретировала свои опытные данные на основе модели однородного псевдоожижения, учитывая сопротивление масоообмену только между частицами и ожижающим агентом. Это неправомерно, так как процесс в данном случае лимитируется единственным диффузионным сопротивлением — между стенками газового пузыря и ядром газового потока. [c.391]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология