Перенос массы, механизм

Механизм переноса тепла аналогичен механизму переноса массы, поэтому теплопередача между гранулами и потоком в стационарном слое описывается соотношениями того же вида, что и приведенными для массопередачи, а именно [c.157]

При контактной сушке механизм переноса тепла довольно сложен. При сушке капиллярно-пористых тел тепло передается главным образом переносом массы поглощенного вещества. Процесс испарения в первом периоде происходит с открытой поверхности в определенном интервале температур вальца. При высо-ких температурах интенсивность сушки определяется скоростью фазового превращения и зависит от интенсивности внутреннего парообразования. Так как надежные уравнения для определения основных расчетных параметров отсутствуют, то вальцовые сушилки рассчитывают по приближенной методике, основанной на составлении уравнений теплового баланса сушильной установки. [c.283]

Механизм процесса переноса массы сводится к молекулярной и турбулентной диффузии. При молекулярной диффузии, происходящей в неподвижной фазе и ламинарном потоке, перенос массы характеризуется коэффициентом диффузии ), который рассчитывают по формулам (631)—для газов и (633)—для жидкости. При турбулентной диффузии перенос вещества осуществляется движущимися частицами среды и определяется гидродинамическим состоянием потока. Механизм переноса вещества через поверхность раздела фаз является кардинальным вопросом теории массопередачи и окончательно не решен. Предполагая, что диффузионные сопротивления в жидкой и газообразной фазах обладают свойством аддитивности, можно записать основное уравнение массопередачи [c.336]

При турбулентном режиме течения, вследствие статистического характера пульсационного движения, перенос массы в ядро потока считается аналогичным переносу массы по механизму молекулярной диффузии [401]. Эта гипотеза позволяет представить толщину турбулентного диффузионного слоя по тем же зависимостям, что и при молекулярной диффузии, но с коэффициентом эффективного турбулентного [c.160]

Обычно в каждом единичном процессе приходится иметь дело с явлениями, проходящими по разному механизму. Перенос массы может осуществляться диффузией и конвекцией, теплообмен — теплопроводностью, конвекцией и излучением химическое превращение проходит обычно через промежуточные стадии, нередко также с различными механизмами, а стехиометрическое уравнение представляет собой баланс многих частных реакций и выражает суммарно конечный результат Того, что происходит в системе. В гетерогенных системах реакция осуществляется на границе раздела фаз, ей сопутствует перенос исходных веществ из реагирующих систем в зону реакции и продуктов с поверхности контакта в глубь фаз (диффузия и конвекция). Одновременно происходит теплообмен, при котором тепловая энергия подводится в систему или отводится от нее. Все эти явления могут быть последовательными и параллельными. [c.348]

Естественная и особенно вынужденная конвекция представляет собой гораздо более действенные механизмы переноса массы, а стало быть, и тепла в жидкости. Уравнение, описывающее перенос массы гп . сов-местно молекулярной диффузией и конвекцией в направлении у, определяется выражением [c.37]

Влияние поверхностного потока на процесс разделения определяется избирательностью сорбционного процесса, и, как показано выше, в основном противоположно эффекту разделения за счет эффузии. При сорбции газа поверхностная концентрация компонентов с большей молекулярной массой заметно больше, что влечет уменьшение a ij и даже изменение результата процесса состав проникшего потока обогащается газами с большей молекулярной массой. По-существу, практически почти всегда имеют дело с сорбционно-диффузионными мембранами, поскольку даже для гелия Тс Т) доля поверхностного потока, по данным [3], достигает 13—25%. Газодиффузионный механизм переноса в пористых мембранах является определяющим для легких газов при низких давлениях Р РуС и высоких температурах Т>Тс- Разделение смесей паров углеводородов и других веществ с большой молекулярной массой всегда сопряжено с поверхностными явлениями, вклад которых в общий перенос массы соизмерим с диффузионным [3, 16]. [c.65]

Реальный массоперенос в пористой мембране с полидисперс-ной структурой оказывается более сложным процессом, в котором сопряжены процессы переноса массы с различными механизмами, причем потоки разделяемых компонентов также взаимозависимы. Расчет процесса разделения в этих условиях весьма затруднен. [c.70]

Механизм влияния электрических полей на теплоотдачу до конца не выяснен, так как при наложении поля возникают разнообразные процессы поляризация, ионизация, перенос массы и другие, которые также зависят от свойств среды, параметров электрического поля, характера скоростного и температурного полей. [c.157]

Создавая математическую модель, исследователь формализует рассматриваемый процесс или элемент, представляя его в виде математической связи между входными и выходными параметрами. Точность воспроизведения сущности рассматриваемого процесса на модели будет зависеть от степени изученности его. Составление математического описания, например, процесса получения и выделения продуктов реакции основывается на степени изученности процесса и составляющих его элементов, на знаниях о всех существенных внешних и внутренних связях. Источником этих сведений обычно являются фундаментальные исследования в области термодинамики, химической кинетики и явлений переноса. Основываясь на фундаментальных законах термодинамики, можно записать уравнения для определения тепловой нагрузки на конденсатор, подогреватель, кипятильник, найти равновесные составы химической реакции и т. д. На основе законов химической кинетики можно установить механизм реакции, определить скорости образования продуктов. Как для процесса в целом, так и для отдельных его элементов записываются фундаментальные уравнения переноса массы, энергии и момента. С точки зрения машинной реализации математического описания процесса получения и выделения продуктов реакции этой задаче свойственны причинно-следственные отношения между элементами, так как модели и реактора, и колонны в своей структуре содержат большое число взаимосвязанных подзадач. В этом смысле к математической модели технологического процесса применимы общие принципы системного анализа. [c.8]

Группа уравнений (3.8) отражает механизм конвективного переноса массы и тепла внутри каждой из фаз, однако не является замкнутой системой уравнений полной математической модели полидисперсной ФХС. При построении такой системы можно условно выделить три этапа. [c.139]

К третьему уровню иерархии относятся явления, связанные с процессом взаимодействия системы кристалл — несущая (сплошная) фаза. Наглядную картину структуры связей ФХС демонстрирует обычно диаграмма взаимных влияний физических и химических явлений системы. При построении такой диаграммы ФХС представляем в виде набора элементов и их связей. При этом узлам диаграммы ставятся в соответствие отдельные явления или эффекты в системе, а дугам — причинно-следственные связи между ними (рис. 1). Растущая кристаллическая частица движется в объеме сплошной фазы под действием сил сопротивления, инерционных, тяжести, подвергаясь одновременно воздействию механизма переноса массы ПМ, энергии ПЭ и импульса ПИ через границу раздела фаз в направлении 1- 2 (где 1 означает принадлежность к сплошной фазе, 2 — к кристаллу). Процесс кристаллизации на частице идет при неравновесии химических потенциалов вещества в несущей фазе и в частице Д , неравновесности по температурам фаз Ат скоростной неравновесности А , т. е. при несовпадении скоростей фаз. Поэтому естественно принять, что рассматриваемая неравновесность гетерогенной системы и обусловливает совокупность явлений, составляющих механизм межфазного переноса при кристаллизации. Причем неравновесность гетерогенной системы в целом (по Ац, Ат, А ) обусловливает в качестве прямого эффекта (сплошные дуги) перенос массы через поверхность в направлении 1- 2 (дуги 1, 2, 3). Каждый вид неравновесности обусловливает прежде всего перенос соответствующей субстанции (дуги 4, 5) и одновременно оказывает перекрестное или косвенное влияние (пунктирные дуги) на перенос других субстанций (для ПЭ — дуги 6, 9 для ПИ — дуги 7, 8). [c.8]

Важную роль в технологических процессах играет, как известно, явление массопереноса, т. е. явление переноса массы вещества между двумя фазами. Существует несколько теорий процесса массопереноса через межфазную поверхность. Наибольшее распространение получила пленочно-пенетрационная теория, которая утверждает, что имеет место двойственный механизм диффузии. При малом времени контакта массообмен протекает как ряд неустановившихся процессов диффузии компонента от межфазной поверхности к элементарным вихрям сплошной фазы, соприкасающимся с поверхностью и проникающим в глубь сплошной фазы. При более длительном времени контакта действует механизм молекулярной диффузии через ламинарные пограничные пленки по обе стороны раздела фаз. [c.30]

Внешнедиффузионный массоперенос. Массоотдача прн адсорбции из растворов есть процесс переноса вещества в направлении поверхности частицы, связанный с неравномерностью распределения концентрации вещества в слое жидкости, прилегающем к поверхности твердого тела. Механизм внешнего переноса массы вещества связан с молекулярным и конвективным переносом [2—5]. Мера отношения массы вещества, перемещаемой молекулярным и конвективным механизмами, характеризуется критерием Пекле [c.112]

Обычно отклонения от аддитивности невелики и в зависимости от принятой модели механизма переноса массы не превышают 10%. Более значительные отклонения (до 50%) возникают в тех случаях, когда поверхность контакта состоит из элементов с двумя различными возрастами при этом истинное значение Кр ниже вычисленного на основе аддитивности. Этим автор объясняет различия в эффективной поверхности, найденные при испарении чистых жидкостей и абсорбции хорошо растворимых газов, а также при протекании химической реакции (стр. 452 и 453). [c.128]

Если в системе протекают составные процессы, то они могут быть последовательными (действующими по очереди) или же одновременными (т. е. независимыми и, возможно, аддитивными). Это существенное различие, если скорости составляющих процессов заметно различаются. Действительно, скорость последовательного процесса при этом будет определяться самым медленным, а одновременного процесса — самым быстрым составляющим процессом. Возможность 2) подразумевает, что при данных условиях (температура, напряжение, скорость деформации и т. д.), когда относительные вклады составляющих процессов сравнимы, происходит либо последовательный, либо одновременные процессы. В настоящее время нет данных, позволяющих определить тип составного процесса при индуцированном водородом КР. Один из возможных способов состоит в измерении энергий, активации растрескивания в нескольких узких температурных интервалах. При этом энергия активации будет расти с температурой в случае независимых процессов и уменьшаться — в случае последовательных [326], при условии, что область исследованных температур включает переход от условий доминирования одного процесса к условиям преобладания другого. Необходимо также, чтобы в этой температурной области механизм, определяющий скорость каждого процесса, оставался неизменным (например, перенос массы в растворе при анодном растворении или поглощение водорода металлом при водородном растрескивании. [c.134]

Различают 1) непористые материалы, в к-рых поглощение распределяемого в-ва определяется механизмом абсорбции, а его перемещение-мол. диффузией 2) капиллярнопористые материалы, когда перенос распределяемого в-ва происходит по системе пор 3) коллоидные капиллярнопористые материалы, в к-рых стенки пор проницаемые и перенос массы [c.656]

В этой связи следует еще указать на отмечавшуюся в работе [И] возможность проявления при некоторых условиях дополнительного механизма влияния поперечного потока вещества, заключающегося при испарении в турбулизации ламинарного пограничного подслоя или подслоя у поверхности раздела фаз и повышении уровня турбулентности в турбулентном пограничном слое или ядре потока смеси. Это влияние поперечного потока не должно вызывать в области малых и больших 1 нарушения аналогии между совместно протекающими в общем гидродинамическом поле процессами тепло- и массообмена, но может приводить к интенсификации обоих этих процессов и нарушению аналогии между ними и чистым теплообменом (не сопровождающимся поперечным переносом массы). Приведенные выше данные показывают, что поперечный поток вещества, незначительный по сравнению с основным продольным потоком газовой (парогазовой) среды даже при интенсивном испарении жидкости, может при определенных условиях оказывать существенное влияние на совместно протекающие процессы тепло-и массообмена и заметно нарушать аналогию между ними. Это не исключает, однако, того, что для других условий, часто встречающихся на практике, можно с достаточной для практических целей точностью принимать приближенно справедливой полную аналогию между указанными процессами. [c.128]

Еще один элементарный механизм переноса массы вещества наблюдается при действии капиллярных сил. Если в объеме поры имеется конденсированная фаза, ограниченная с двух сторон менисками различной кривизны, то сила капиллярного давления, действующая на жидкость с двух сторон, не одинакова. Это обусловливает перемещение жидкости из более широких пор в узкие капилляры (рис. 1.13). Если некоторый объем пара ограничен менисками жидкости различной кривизны, то возникает разность давлений в паровой фазе, которая приводит к вязкому течению пара. [c.35]

Перечислим основные допущения, при соблюдении которых математическая модель (1.106) адекватно отражает процесс массообмена в неподвижном слое. Все частицы—сферические, одинакового и неизменного размера (Я), структура их изотропна. Внутренний перенос массы в частицах может быть описан градиентным законом диффузии Фика с постоянным коэффициентом эффективной диффузии (Оэ). Массоотдача от поверхности всех частиц в слое одинакова и симметрична относительно центров, частиц. Слой шаров имеет изотропную структуру, а пристенный эффект пренебрежимо мал. Поток фильтрующейся среды имеет одинаковую скорость как по сечению, так и по высоте слоя. Отклонения характера движения жидкости от режима идеального вытеснения можно описать диффузионным механизмом продольной диффузии [c.66]

Для газов можно говорить о весьма близкой аналогии, поскольку для них значения всех коэффициентов молекулярного переноса довольно близки D х а к v. Такая близость свидетельствует о том, что диффузионный механизм переноса массы, энергии и импульса, являющийся следствием хаотического теплового движения молекул в газах, в первом приближении одинаков. [c.47]

При анализе массообменных процессов будем исходить из условия состояния границы контакта фаз, что существенно различает механизмы процессов переноса массы. По этому принципу массообменные процессы подразделяют на массопередачу в системах со свободной границей раздела фаз (газ-жидкость, пар-жидкость, жидкость-жидкость), массопередачу в системах с неподвижной поверхностью контакта фаз (системы газ-твердое тело, пар-твердое тело, жидкость-твердое тело) и массопередачу через полупроницаемые перегородки (мембраны). [c.9]

К процессам, для которых характерна свободная граница раздела фаз, относятся такие широко распространенные в технике процессы, как абсорбция, десорбция, перегонка и ректификация, жидкостная экстракция. В этих процессах граница контакта фаз обычно подвижна, величина поверхности контакта фаз зависит от гидродинамической обстановки, что существенно отличает механизм переноса масс в системах со свободной границей раздела фаз от механизма переноса для систем с твердой фазой. [c.10]

К третьему уровню иерархии ФХС (рис. 1.1) можно отнести следующие явления [1, 20, 21 ]. Элемент дисперсной фазы (пузырь, капля), в котором протекают химические реакции как в объеме, так и на межфазной границе, движется в объеме сплошной фазы под действием сил Архимеда, инерционных сил и сил сопротивления, подвергаясь одновременно воздействию механизма переноса массы (ПМ), энергии (ПЭ) и импульса (ПИ) через границу раздела фаз в направлении 1 2. В качестве исходной причины возникновения межфазных потоков субстанций, обусловливающей всю совокупность явлений, составляюпщх механизм межфазного переноса, естественно принять неравновесность гетерогенной [c.26]

К массообменным процессам с участием жидкой (газовой или паровой) и твердой фаз относят адсорбцию, ионный обмен, сушку, растворение, экстракцию из твердого тела, кристаллизацию. К специфическим особенностям этих процессов следует отнести нестационарность массопереноса и многообразие элементарных механизмов переноса массы в твердой фазе. [c.178]

Скорость растворения (массопередачи) зависит от превалирующего механизма переноса вещества между жидкой и газообразной фазами. В неподвижной среде основным механизмом массо-переноса является очень медленный процесс молекулярной диффузии. В движущейся среде процесс массопереноса интенсифицируется за счет переноса массы в направлении движения среды (конвекция) в турбулентных потоках добавляется влияние пульсаций, вызывающих турбулентную диффузию. Поэтому в аппаратах для растворения газа в жидкости кроме повышения давления и снижения температуры жидкости применяют интенсивное перемешивание жидкости и газа путем барботажа воздуха через жидкость или с помощью так называемой струйной аэрации [66]. Воздух в жидкость во многих случаях вводится с помощью эжекторов, включенных непосредственно перед барботером или резервуаром для струйной аэрации. Но такая схема существенно снижает экономичность работы установки. [c.239]

При малой плотности межфазового теплового потока механизм массопередачи, очевидно, будет значительно сложнее описанного выше. Возможно, что в этом случае пузырьковое кипение жидкости происходит при больших расстояниях между центрами парообразования и поэтому перенос массы в тепловом пограничном слое обусловливается также молекулярной и турбулентной диффузией. При ДТ О вместо пузырькового кипения будет иметь место [c.111]

Механизм переноса массы от поверхности частиц в объем ожи-жающего агента (или в обратном направлении) имеет много общего с механизмом теплообмена между этими же фазами [c.267]

При ректификации разбавленных растворов термическим эффектом можно пренебречь, поскольку г ь и уравнение (111-87) переходит в известное уравнение (Ц-53), базирующееся на диффузионной модели. Из этого следует, что анализ массопередачи в условиях ректификации разбавленных растворов можно проводить только с учетом диффузионного механизма переноса массы. [c.91]

Полученное уравнение вскрывает механизм нестационарности в вязком под-с.чое, В сплу глубокой связи между массоотдачей и структурой течения вблизи степки существенно нестационарный характер механизма, определяющего струк-туру турбулентности, должен отрамоться и на переносе массы к межфазной поверхности, [c.172]

Сайт процессов переноса массы сосредоточен в диффузионном пограничном слое. Хронопространственная метрика сайта определяется толщиной этого слоя и временем контакта фаз. В зависимости от характера движения потока сплошной среды в зоне контакта фаз различают молекулярный, конвективный и турбулентный механизмы диффузии. [c.160]

В работах [6, 14] обсуждаются также аномалии проницаемости полимеров при дифференциальном режиме, когда движущая сила процесса намного меньше давления в напорном канале АР/Р<1. Обнаруженный [18] эффект резкого увеличения проницаемости в дифференциальном режиме объясняют образованием в матрице вторичных структур и появлением в связи с этим новых механизмов переноса массы. Надмолекулярные объединения частиц растворенного газа—кластеры—при определенной их концентрации в матрице образуют зону повышенной проницаемости. При дифференциальном режиме этазо- [c.103]

Пренмуществеииое влияние того или иного механизма определяет ся гидродинамической обстановкой процесса. Механизм переноса в пре делах каждой фазы непосредственно связан с гидродинамикой одно фазного потока, механизм же переноса через поверхность раздела фаз — с гидродинамикой двухфазного потока. Поэтому прн макропереносе вещества важное значение приобретает вихревое движение жидкости, так как вихри являются переносчиками энергии и вещества в потоке. Анализ вихревого движения жидкости объясняет механизм перемещения частиц и многие факты, наблюдаемые в процессах переноса массы. [c.90]

Испарение капли жидкости. Соотношения для определения скорости испарения одно- и многокомпонентных капель приведены в многочисленных работах, например [28—32]. Вид выражений определяется диффузионным механизмом переноса массы испаряющегося компонента от поверхности, и для однокомпонентной капли [c.71]

Хотя сейчас общепринято [25, 26], что турбулентное движение в некоторые моменты времени может распространяться очень близко к стенке, при исследовании вопросов переноса массы более приемлемым является традиционное представление о структуре турбулентного пограничного слоя. Так, если газ может переноситься через ламинарный подслой за счет молекулярной диффузии, то подобный механизм переноса частиц будет возможен только для таких мелких частиц, на поведение которых существенное влияние оказывает броуновское движение [24]. В разд. 3.4 обсуждалась тенденция частиц к отставанию от турбулентного движения окружающей жидкости. Можно ожидать, что при движении к стенке частицы вырвутся из окружающего вихря за счет своей инерции и ударятся о стенку. Этот механизм проскакивания частицами области низкой турбулентности вблизи стенки и попадания на стенку был впервые предложен Фрид-лендером и Джонстоуном [15]. Трудности использования этого представления связаны в основном с аналитическим заданием условий инерционного пролета частиц. Дэвис [19] наиболее полно разработал эту модель его подход иллюстрируется на фиг. 11.2. В расчетах Дэвиса были использованы следующие допущения. [c.348]

Вне зависимости от конкретного механизма перемещение пузырька во внешнем силовом поле определяется принципом Ле - Шателье перенос массы между различными участками поверхности пузырька есть следствие процессов, стремящихся понизить свободную энергию системы. Так, в экспериментах Барнса и Мэйзи [108] сила F, вызывающая движение пузырьков, была связана с градиентом температуры и возникала из-за того, что при перемещении пузырька радиусом г на расстояние х в направлении градиента температуры каждый из 4 яг /3 атомов матрицы ( (О — атомный объем материала матрицы) понижает свою [c.52]

В системе газ (пар) — жидкость одни компоненты переносятся из ядра потока жидкой фазы к границе раздела фаз, а затем в ядро потока газовой (паровой) фазы, другие компоненты — в обратном направлении. При этом перенос массы в ядре каждой фазы обычно происходит в результате турбулентнь Х пульсаций, а в вязких подслоях вблизи границы раздела — в результате молекулярной и Затухающей турбулентной диффузии. Перенос в-ва в. этих системах через границу раздела осуществляется путем испарения и конденсацин или в результате растворения га.ча и жидкости. В системах с тв. фазой различают внешнедиффуз. область, когда в-во переносится из ядра газовой или жидкой фазы к пов-сти ТВ. тела, и внутридиффузионную, к-рая характеризуется переносом распределяемого компонента внутри пор (для пористых структур) и диффузией в тв. фазе. Механизм М- в системах с движущимися фазами, такими, напр., как газ (пар) и жидкость в виде стекающей пленки, может существенно изменяться при гидродинамич. нестабильности пов-стн раздета вследствие возникновения межфазной спонтанной турбулентности потоков или нрн noiiepxHo THoii конвекции. Суи ,е( твенное влияние иа состояние н ра.чмер иов-стн раздела оказывает наличие в системе ПАВ. Эффективность М- в значит, степени зависит также от теплообмена между фазами. [c.313]

Сделаем следующие предположения газ неподвижный, капля не движется относительно газа на межфазной поверхности жидкость — газ существует локальное термодинамическое равновесие давления в газовой и жидкой фазах равны и постоянны природный газ считается нейтральным. Это означает, что он не растворяется в жидкой фазе, в то время как возможен перенос воды и метанола через межфазную поверхность характерное время процесса тепломас-сопереноса в газовой фазе мало по сравнению с характерным временем в жидкой фазе. Это предположение позволяет сформулировать задачу в квази-стационарном приближении распределение концентраций компонентов и температуры в газе является стационарным и зависит только от расстояния г от центра капли, в то время как концентрации компонентов и температура в жидкой фазе изменяются со временем и однородны по объему капли природный газ рассматривается как один компонент (псевдогаз), свойства которого определяются по известным правилам усреднения для многокомпонентных смесей [9]. Мольная концентрация псевдогаза обозначается y Q, перенос массы компонентов в газе обусловлен механизмом молекулярной диффузии, характеризуемым бинарным коэффициентом диффузии D,-,,, перекрестными эффектами пренебрегаем. [c.539]

Перемешивание твердой фазы в псевдоожиженном слое, как уже сказано выше, достигается за счет восходящего потока газа (жидкости), под действием которого частицы приобретают хаотическое, пульсационное движение, перемещаясь в объеме слоя. В то же время происходит перемешивание ожижающего агента, так как он увлекается твердыми частицами и перемещается вместе с ними в объеме слоя. По-видимому, чаще всего определяющим является перенос массы газа (жидкости) вместе с агрегатами частиц, а также с отдельными частицами, окруженными пленкой ол<ижающего агента [181, 247, 514, 564]. В отдельных случаях может играть некоторую роль адсорбционио-десорбционный перенос ожижающего агента [193, 344]. Описанный механизм, очевидно, предполагает, что при однородном псевдоожижении эффективность перемешивания ожижающего агента должна быть значительно понижена это подтверждается экспериментальными данными (см. ниже). Между прочим, в этом случае может играть заметную роль фильтрационное перемешивание ожижающего агента [181]. [c.170]

В вопросе о состоянии межфазной поверхности контакта и о механизме массопередачи в настоящее время получили распространение две теории пленочная, основамная на представлении об устойчивой и неизменной поверхности фазового контакта, и теория динамического состояния поверхности фазового контакта. Первая из них предполагает преимущественное влияние на процесс переноса массы молекулярной диффузии, во второй рассматривается влияние как молекулярного, так и вихревого переноса массы в зависимости от гидродинамического состояния двухфазной системы в целом. [c.5]