Гетерогенность, коэффициент

Процесс, в котором наиболее медленной стадией является подвод реагирующих компонентов или отвод продуктов реакции, протекает в диффузионной области. Это характерно для гетерогенных систем. Константа скорости процесса к в этом случае определяется как к = 0 8, где О — коэффициент диффузии б — толщина диффузионного слоя, зависящая от многих переменных. Для ускорения процессов увеличивают диффузию путем усиленного перемешивания, повышения скорости потоков взаимодействующих фаз, изменения условий, влияющих на вязкость, плотность и другие физические свойства среды. [c.90]

Упражнение VI.12. Пусть константы скорости последовательных гетерогенно-каталитических реакций А В С равны ti ко, соответственно. Если эффективные коэффициенты диффузии одинаковы п [c.139]

Процессы азеотропической перегонки применяются не только для разделения однородных в жидкой фазе азеотропов, но и для разделения систем компонентов с очень близкими точками кипения, ректификация которых обычными методами, вследствие близости коэффициента относительно летучести к единице, оказывается весьма затруднительной. В этом случае третий компонент должен образовать с одним из компонентов системы гомогенный или гетерогенный азеотроп, кипящий при более низкой температуре, чем низкокипящий компонент исходной бинарной системы, и играющий роль верхнего продукта фракционирующей колонны. [c.138]

Значительные отклонения от идеальности наиболее часто наблюдаются в случае гетерогенно-каталитических реакций, и при этом нельзя отделить коэффициенты активности от других параметров, входящих в уравнение скорости. Кроме того, точность кинетических данных обычно невысока, так что даже значительные отклонения от идеальности не всегда могут быть обнаружены. [c.22]

Формулируют дифференциальные уравнения, описывающие одновременно протекающие и влияющие друг на друга процессы химическую реакцию, диффузию, теплопередачу и потерю напора. Такие данные, как константы скорости реакции, коэффициенты диффузии, теплопередачи и трения, могут быть получены путем соответствующих корреляций или экспериментально. После подстановки этих данных в дифференциальные уравнения последние могут быть решены. Во многих случаях, особенно в процессах гетерогенного катализа, указанные уравнения решаются без помощи электронных вычислительных машин лишь с большим трудом. Отметим, что в настоящее время производство и применение математических машин непрерывно возрастает. В весьма недалеком будущем электронные вычислительные машины могут стать серьезным конкурентом опытных установок. [c.340]

Растворение твердого тела в жидкости, сопровождаемое химическим взаимодействием или при отсутствии его, может служить типичным примером гетерогенного процесса. Гетерогенные процессы характеризуются тем, что протекают или начинаются там, где вещества разных фаз соприкасаются, т. е. на поверхности раздела фаз. Для газов при нормальных условиях коэффициент диффузии составляет от 0,1 до I см сек, для жидкостей I см в сутки, для твердых тел эта величина порядка от I j i в год до 1 см в 100 лет. [c.425]

Важной характеристикой ингибитора является коэффициент ингибирования /, который для органических гомогенных ингибиторов является стехиометрическим и в расчете на одну функциональную группу обычно равен одному-двум. Для гетерогенных ингибиторов коэффициент / значительно больше. Он настолько высок, что в опыте по окислению заметного падения их ингибирующей активности не наблюдается. Поэтому для оценки / проводили серию опытов по инициированному окислению топлива с одной и той же порцией порошка материала. Через определенные интервалы времени опыт останавливали, после оседания порошка окисленное топливо удаляли и заливали новую порцию с одной и той же концентрацией инициатора. По нарастанию скорости окисления от опыта к опыту оценивали /. [c.216]

Коэффициент самодиффузии. Для измерения самодиффузии воды в гетерогенных системах используется метод импульсного градиента (ИГ-ЯМР) [617—619]. При этом определяется макроскопический коэффициент диффузии D, так как минимальное время наблюдения за системой в данном методе (минимально возможное время между импульсами) превышает Ю с. Связь между D и микроскопическим коэффициентом самодиффузии Do определяется условиями диффузии в средах со стерическими препятствиями [620]. Для хаотически распределенных сферических препятствий [621] [c.239]

Анизотропия макроскопического коэффициента самодиффузии, связанная с эффектом препятствий, наблюдалась экспериментально для воды в упорядоченных гетерогенных системах [619, 621—623]. Эта анизотропия может проявляться даже в случае, когда микроскопический коэффициент диффузии изотропен ( >0 = /)ох). При использовании метода ИГ-ЯМР важно также учитывать эффекты пространственно ограниченной самодиффузии, которые могут приводить к искажению измеряемых величин D [617]. [c.239]

Резюмируя изложенные выше результаты, следует заключить, что в последние годы благодаря применению метода ЯМР наши представления о структуре и динамике воды в гидрофильных объектах существенно расширились. Вместе с тем хотелось бы отметить некоторые наиболее важные проблемы, которые все еще ожидают своего решения. Необходимо 1) построить модель молекулярной подвижности связанной воды и определить взаимосвязь между трансляционным и вращательным движениями 2) определить причины анизотропии коэффициента диффузии в граничном слое 3) определить взаимосвязь ориентационных параметров со строением гидрофильного покрова гетерогенных систем 4) построить структурные модели воды для различных типов гидрофильных систем. [c.242]

Перемешивание, происходящее в результате турбулентности, диффузии и других факторов, перечисленных в главе I, характеризуется понятием продольного коэффициента диффузии Е. В случае гетерогенных каталитических реакций расчеты отнесены к объемам, включающим также и межфазовые границы вокруг зерен катализатора, на которых протекают поверхностные реакции. Наблюдаемую скорость этих реакций (с учетом диффузии) обозначим через Гэф. [c.151]

Применение методов прикладной статистики в задачах анализа и прогнозирования свойств катализатора требует корректного учета специфики решаемых задач и возникающих ограничений. Так, в гетерогенном катализе широко распространено явление взаимного влияния катализатора и реакционной среды. Примером такой ситуации может служить гетерогенное окисление бензола и ксилола на ванадиевых катализаторах, когда вследствие разности в восстановительных потенциалах обоих углеводородов меняется стационарный состав катализатора по слою. В работе (291 показано, что дегидратация алифатических спиртов на оксидных катализаторах (оксидах А1, Хг, 31) хорошо описывается уравнением Тафта с литературными значениями а. Однако коэффициент чувствительности а изменяется от оксида к оксиду. Следовательно, мы приходим к необходимости учитывать опосредованное влияние других переменных. Это обстоятельство делает необходимым использовать такие измерители статистической связи, которые были бы очищены от подобного влияния [21. [c.68]

Наиболее традиционным методом описания процессов переноса в пористых средах является квазигомогенное приближение, основанное на замене реальной дисперсной среды сплошной средой с эффективными характеристиками. При этом вводятся эффективные характеристики — коэффициенты переноса тепла и массы в объеме квазиоднородного пористого тела, эффективные константы скоростей реакций, причем гетерогенные реакции формально рассматриваются как гомогенные. При этом учет влияния геометрии поверхностей раздела фаз зачастую достигается применением соответствующей упрощенной геометрической модели строения э.ф.о. среды. Однако квазигомогенное приближение в ряде случаев оказывается недостаточно точным. [c.139]

Многоуровневый иерархический подход с позиций современного системного анализа к построению математических моделей позволяет предсказывать условия протекания процесса в аппаратах любого типа, размера и мощности, так как построенные таким образом модели и коэффициенты этих моделей позволяют корректно учесть изменения масштаба как отдельных зон, так и реактора в целом. Конечно, данный подход весьма непрост в исполнении. Чтобы сделать его доступным для широкого круга специалистов, необходимо сразу взять ориентацию на использование интеллектуальных вычислительных комплексов, которые должны выполнять значительную часть интеллектуальной деятельности по выработке и принятию промежуточных решений. Спрашивается, каков конкретный характер этих промежуточных решений Наглядные примеры логически обоснованных шагов принятия решений, позволяющих целенаправленно переходить от структурных схем к конкретным математическим моделям реакторов с неподвижным слоем катализатора, содержатся, например, в работе [4]. Построенные в ней математические модели в виде блоков функциональных операторов гетерогенно-каталитического процесса совместно с дополнительными условиями представлены как закономерные логические следствия продвижения ЛПР по сложной сети логических выводов с четким обоснованием принимаемых решений на каждом промежуточном этапе. Каждый частный случай математической модели контактного аппарата, приводимый в [4], сопровождается четко определенной системой физических допущений и ограничений, поэтому итоговые математические модели являются не только адекватными объекту, но обладают большой прогнозирующей способностью. Приведенная в работе [4] логика принятия промежуточных решений при синтезе математических описаний гетеро- [c.224]

Следует еще остановиться на определении величины — межфазного коэффициента массопередачи в уравнении (10.11) — применительно к суспендированному катализатору. Поскольку в процессах с гетерогенным катализатором реакция идет на поверхности последнего, то перенос массы на границе фаз протекает в отсутствие-химической реакции. Поэтому для определения значения коэффициентов межфазного переноса в аппаратах с суспендированным катализатором, где велика доля жидкой фазы, инертной в отношении химической реакции, очевидно, можно пользоваться формулами для расчета межфазного массообмена, приведенными в гл. 12 настоящей книги. [c.188]

Этот факт оказывает определяющее влияние при расчете скорости массопередачи и коэффициентов массопередачи к поверхности катализатора в двухфазных и многофазных гетерогенно-каталитических реакторах. В реакторах этого типа реакция протекает на поверхности или в объеме зерна катализатора. Поэтому при вычислении коэффициентов массопередачи к поверхности катализатора влияние химической реакции обычно не учитывается. [c.227]

Каталитический крекинг кумола. Реакция крекинга кумола при температурах выше 370 °С является простой необратимой гетерогенно-каталитической реакцией [81. При изучении крекинга кумола, очищенного от гидроперекисей (являющихся ингибиторами процесса), в стандартном проточном реакторе были получены экспериментальные кривые х = f ( о) (рис. У1-2). По этим кривым были найдены скорости подачи и угловые коэффициенты в точках, для которых х = 0,8 и х = 0,5 [14]. Результаты обработки кривых рис. У1-2 по уравнению (У1-6) приведены в табл. VI- . [c.163]

Для описания фазового равновеси в системах газ—жидкость и газ — твердое тело при высоких давлениях используются такие термодинамические параметры компонентов системы как летучесть, коэффициент активности, парциальные молярные объемы 1и другие, которые обычно применяются и лри рассмотрении равновесия в гетерогенных системах при низких давления. [c.7]

Для выражения скорости диффузии компонентов через гетерогенные слои сложного строения, образующиеся при окислении бинарных сплавов, можно применять уравнение, по форме аналогичное уравнению (97), но в котором вместо значения коэффициента диффузии кц будет стоять величина эффективного коэффициента диффузии ( д)э. Значение этого коэффициента является сложной функцией истинных коэффициентов диффузии и величин, определяющих структуру слоя. Таким образом, уравнение для скорости диффузии компонентов через слои окалины сложного строения будет иметь вид [c.100]

В равновесных гетерогенных системах летучесть каждого компонента одинакова в каждой из фаз. Поэтому, если выбрано одинаковое стандартное состояние, активности также в каждой фазе одинаковы. При изучении свойств растворов удобнее пользоваться коэффициентом активности. Коэффициент активности является функцией состояния приведенной температуры и приведенного давления, а при критическом состоянии свойства газов и жидкостей сближаются. Коэффициент активности можно использовать в качестве меры отклонения от идеальности, хотя и в этом случае сходимость расчетных и экспериментальных данных не совсем удовлетворительная. [c.216]

Скорость реакции, происходящей на поверхности контакта фаз в направлении прямом и обратном, зависит от температуры. В связи с этим в случае гетерогенной реакции коэффициент распределения сильно изменяется вместе с температурой, и такой факт обычно является указанием на то, что на поверхности контакта идет реакция. [c.72]

Для гетерогенных реакций первого и псевдопервого порядка (41 оценка отнесена к коэффициентам скорости реакции. Взяты пределы /2i<0,l и kj =0, 0,3 м/час. Механические колонны и многоступенчатые установки оценены равнозначно. [c.376]

При обтекании тел сложной геометрической формы уравнения (1П.13) становятся практически неразрешимыми. Было бы бессмысленно, например, пытаться таким образом определить диффузионный поток на поверхность частиц, уложенных в плотный зернистый слой. Б этом случае эффективная толщина диффузионного слоя или коэффициент массопередачи Р = DJЬ могут быть определены только экспериментально. Опыты по измерению коэффициента массопередачи проводят в условиях, когда гетерогенная реакция протекает практически мгновенно и скорость исследуемого процесса лимитируется исключительно переносом вещества к активной поверхности. Экспериментальные данные удобно представлять в виде функциональной зависимости между безразмерными параметрами [c.104]

Кинетические коэффициенты, входящие в (1.65), должны быть определены экспериментально. Таким образом, с учетом (1.65), (1.23а), (1.28), (1.38) система уравнений термогидродинамики многокомпонентных дисперсных гетерогенных смесей примет вид [c.60]

Мы кратко рассмотрели принципы наиболее характерных из современных методов расчета равновесного состава. Ряд вопросов, например корректировка концентраций газов для обеспечения заданного давления, включение в итерационные схемы корректировки коэффициентов активности, здесь практически не затрагивался, мы лишь ссылались на соответствующую литературу. Остались без внимания и важные вопросы расчета равновесий в гетерогенных системах (о них можно прочитать в [4, 5, 7, 28, 29, 41, 54, 67]). [c.32]

При переходе заврытой системы из однофазного состояние (1 ) в гетерогенное коэффициент термического рас- [c.18]

Химико-технологические расчеты в производстве минеральных удобрении основаны иа балансовых уравнениях химических реакций обменного разложения или окислительпо-восстаповительных гетерогенных некаталитических процессов. В производстве фосфорной кислоты степень разложе1Н1я фосфата серион кислотой характеризуется коэффициентом разложения [c.172]

Значительное увеличение скорости поглощения кислорода дизельным топливом в контакте с различными горными породами было установлено экспериментально при окислении на газометрической установке [74]. Приведенные на рис. 2.10 кинетические кривые окисления дизельного топлива указывают на увеличение в десятки раз скорости поглощения кислорода в контакте с некоторыми горными породами. Каталитическая активность горных пород связана с наличием в них активных микропримесей. Для практических целей склонность горных пород к гетерогенному активированию окисления топлив предложено определять методом сравнения, основанным на непосредственном-определении скорости окисления топлива в контакте с испытуемой горной породой и эталонным катализатором, например со сталью Ст. 3. В качестве критерия такой оценки предложен коэффициент каталитической активности [74], определяемый по выражению [c.59]

Это уравнение предполагает, что свободный радикал ОН, диффундируя к стенке, может адсорбироваться ею и в конечном счете разрушаться в результате гетерогенной рекомбинации с другим свободным радикалом. Ускорение реакции в присутствии инертного газа, как полагают, связано с уменьшением скорости диффузии ОН к поверхности сосуда. Согласно диффузионной теории [22] предполагается, что способность стенки к обрыву цепи е, т. е. среднее число столкновений активного центра со стенкой до его разрушения значительно больше, чем отношение длины свободного пути к диаметру сосуда скорость реакции (V) в этом случае обратно пропорциональна давлению и квадрату дйаметра сосуда. Принимая скорость реакции (V) равной произведению средней концентрации ОН на коэффициент К , можно выразить зависимость скорости реакции ог давления п диаметра сосуда уравнением [c.243]

В случае равновесия в гетерогенных системах газ — жидкость, газ—твердая фаза, жидкость—твердая фаза коэффициенты активности твердых и жидких компонентов, выраженные через парциальные давления, равны давлениям насыщенных паров жидкости и твердого тела при данной температуре. Состав фаз в этом случае определяют, считая активности твердых веществ в выражении закона действующих масс постоянными состояние ргавновесия между фазами задается правилом фаз. [c.21]

Скорость химических реакций с повышением температуры резко растет. Для гетерогенных реакций температурный коэффициент скорости обычно ниже, чем для гомогенных, так как при этом накладывается влияние других факторов, и наиболее медленной стадией процесса является не сама химическая реакция, а процессы диффузии, адсорбции и т. и. Зависимость скорости гомогенной реакции от температуры приближенно описывается эмииргшеским правилом Вант-Гоффа нри нагревании на 10 констаита скорости увеличивается в два-четыре раза, т. е. [c.338]

Коэффициент диффузии. Гетерогенную реакцию можно разбить на несколько стадий 1) подход вещества к поверхности, 2) адсорбция, 3) реакция, 4) удаление продуктов. Любая из этих стадий может определять скорость реакции. Если лимитирующими является первая и четвертая стадии процесса, то скорость этого процесса зависит от диффузии поэтому кинетические процессы такого типа называются ди4х )у ионными процессами. Большое значение имеют диффузионные я леиия в таких процессах, как испарение жидкостей на воздухе или в среде других газов, растворение вещества в разных растворителях и т. п. Скорость этих процессов определяется скоростью диффузии. [c.422]

Обычно в гетерогенном катализе каталитическую активность характеризуют относительным увеличением скорости реакции в расчете на единицу поверхности катализатора. Спецификой окисления является его автоускоренный характер. Поэтому кинетику автоокисления удобнее характеризовать не скоростью, которая меняется во времени, а ускорением, т. е. коэффициентом Ь в уравнении А[02] 2 = Ь . При гетерогенном катализе или ингибировании окисления количественной характеристикой удельной активности материалов служат отношения Ъ—bo)lboS — для материалов, обладающих каталитическим действием, и (Ьо—b) boS — для материалов, обладающих ингибирующим действием, где Ьо — коэффициент для топлива без металлов S — поверхность металла, см /л топлива. Значения (6—ba)fboS и (Ьо—b)/boS для различных материалов в топливе Т-6 при 125 °С представлены в табл. 6.3. [c.207]

Сложный химический процесс взаимодействия водорода с кислородом, представляемый брутто-уравнением (4.1), имеет ряд специфических особенностей. Его максимальный механизм относительно малоразмерен, а компоненты немногочисленны и имеют достаточно простое строение, что позволяет провести несложные оценки значений всех коэффициентов скорости элементарных стадий. Основные особенности процесса в той или иной мере присущи другим аналогичным процессам, и трудно назвать какую-либо особенность горения газов вообще, не присущую этому процессу в частности. В этом смысле универсальность процесса окисления водорода просто поразительна. Например, в зависимости от начальной температуры и стехиометрии ведущий механизм процесса может быть цепно-тепловым, цепным разветвленным, цепным неразветвленным и даже неценным (тепловым) в зависимости от начального давления процесс может иметь либо гомогенный, либо гомогенно-гетерогенный характер в зависимости от начальных температур и давления процесс может демонстрировать один, два, три и даже четыре предела самовоспламенения ( четвертый предел носит вы-роноденный характер) и т. д. [c.247]

Пусть гетерогенно-каталитическая реакция первого порядка протекает в пористой частице катализатора, имеющей форму пластины толщиной 2а, боковые грани которой закрыты для поступления реагентов. Будем рассматривать катализатор как некую квазигомо-генную среду с эффективным коэффициентом диффузии О. Тогда [c.55]

Если вещество г переносится в одной фазе, но поглощается в другой, и система в целом является гетерогенной, как, например, при потоке газа через зерна твердого вещества (продольный однофазный диффузионный поток), расчет переноса в обеих фазах довольно сложен. При этом обычно принято рассматривать систему как квазигомогенную, к которой применимы законы Фика для описания возникаюшего в ней продольного перемешивания. Величина при этом приобретает смысл коэффициента продольного перемешивания Таким образом, для продольного перемешивания получим [c.62]

Если вещество i переносится в одной фазе, но поглощается в другой, и система в целом является гетерогенной, как, например, при потоке газа через зерна твердого вещества (продольный однофазный диффузионный поток), расчет переноса в обеих фазах довольно сложен. При этом принято обычно рассматривать систему как квазигомогенную, к которой применимы законы Фика для описания возникающего в ней продольного перемешивания. Возникающий в проточной гетерогенной системе поток, противо-полоншый конвекционному, учитывают соотношениями (III-7) — (П1-9а), но величина Di при этом приобретает смысл коэффициента продольного перемешивания J l- Таким образом, вместо соотношения (III-7) получим для продольного перемешивания [c.82]

Гескелл и Гаммет 163] ввели понятие коэффициента эффективности ионита, который определяется как отношение скорости гетерогенной реакции к скорости гомогенной при равной эквивалентной концентрации ионов в обоих случаях. [c.38]

Блокировать активную поверхность может продукт реакции или одно из исходных веществ блокирующее вещество может стехиометрически и не участвовать в реакции. Последний случай особенно важен для каталитических реакций в ншдкой фазе. Растворители, в отличие от инертных газов в газофазных процессах, имеют, как правило, достаточно высокие адсорбционные Коэффициенты, и замена одного растворителя другим может привести к резкому изменению кинетики каталитической реакции. Блокирование поверхности исходным веществом может вызвать специфическое для гетерогенного катализа явление самоторможения процесса, когда одно иа исходных веществ, сильно адсорбируясь на поверхности катализатора, затрудняет доступ к ней остальных реагентов и тем самым замедляет каталитическую реакцию. [c.83]

При больших скоростях движения практически весь перепад скорости сосредоточен в тонком гидродинамическом пограничном слое толщиной б 01 а перепад концентрации — в диффузионном пограничном слое толщиной б. Величина б будет различной на разных участках поверхности, являющейся неравнодоступной в диффузионном отношении. То же относится и к толщине гидродинамического пограничного слоя бо- Отношение бо/б тем выше, чем больше отношение кинематической вязкости вещества v к коэффициенту молекулярной диффузии В жидкостях, где v/Z) > 1, диффузионный пограничный слой гораздо тоньше гидродинамического. В этом случае при решении уравнения (III.13) можно воспользоваться достаточно простыми выражениями для скорости потока вблизи твердой поверхности, что позволяет найти аналитическое решение уравнения (III.13) при протекании быстрой гетерогенной реакции или реакции первого порядка на поверхности частиц простой геометрической формы (пластина или шар) [12, 13]. В газах толщины диффузионного и гидродинамического пограничных слоев — величины одного порядка и [c.103]

Комплексы с разделяющими агентами. Эта группа массообменных процессов относится к специальным способам разделения и обычно анпаратурно состоит из собственно узла разделения и узла регенерации разделяющего агента. По сравнению с обычной ректификацией эти комплексы целесообразно применять в тех случаях, когда разделяемая смесь близкокипящая или содержит азео-тропы (как гомогенные, так и гетерогенные), а также если температура верхнего продукта очень мала или температура низа очень высока для обычной ректификации. Так, например, если коэффициенты относительной летучести близки к единице, то целесооб- [c.90]

Коэффициенты активности являются функциями состава и температуры. В настоящее время имеется большое число эмпирических и полуэмпирических соотношений для описания этой зависимости. К наиболее распространенным относятся уравнения Маргулеса, Ван Лаара, Вильсона, NRTL. Уравнения отличаются предпосылками, исходя из которых они получены, и областями применимости. Так, например, уравнение NRTL получено n xoflnliis Двухжидкостной упорядоченной структуры раствора, пригодное для описания как гомогенных, так и гетерогенных систем. Поскольку уравнения носят полуэмпирический характер, для определения входящих в него параметров требуются как минимум экспериментальные данные по бинарному равновесию. [c.20]

В первой главе (см. пример 1, с. 19) отмечалось, что при расчете парожидкостного равновесия многокомпонентных смесей неидеальность жидкой фазы учитывается с помощью коэффициентов активности. Для расчета последних используются в основном полуэмпирические зависимости, полученные на основе общих термодинамических соотношений. Одним из таких уравнений является уравнение NRTL, пригодное для описания как гомогенных, так и гетерогенных систем. [c.281]

Книга состоит из четырех глав. В первой главе, посвященной качественному анализу структуры процесса массовой кристаллизации как сложной ФХС, вскрываются особенности данной ФХС как на языке смысловых, лингвистических построений, так и на языке точных математических формулировок, причем в последнем случае обсуждаются два подхода — феноменологический (детерминированный) и стохастический. На уровне детерминированного подхода формулируется обобщенная система уравнений термогидромеханики полидисперсной смеси с произвольной функцией распределения кристаллов по размерам с учетом роста, растворения, зародышеобразования, агрегации и дробления кристаллов. Особое внимание уделено описанию процесса вторичного зародышеобразования. На основе термодинамического подхода получены теоретические зависимости для структуры движущих сил вторичного зародышеобразования при бесконтактном и контактном зародышеобразовании. Стохастический подход представлен методом пространственного осреднения, развитого в последние годы в механике гетерогенных сред, а также методами фазового пространства и стохастических ансамблей для описания стохастических свойств процессов массовой кристаллизации. На основе метода пространственного осреднения получено уравнение типа Колмогорова— Фоккера — Планка с коэффициентом диффузии, учитываю- [c.5]