Движущая сила и интенсивность процессов

Перенос энергии в форме тепла , происходящий между телами, имеющими различную температуру, называется теплообменом. Движущей силой любого процесса теплообмена является разность температур более нагретого и менее нагретого тел, при наличии которой тепло самопроизвольно, в соответствии со вторым законом термодинамики, переходит от более нагретого к менее нагретому телу. Теплообмен между телами представляет собой обмен энергией между молекулами, атомами и свободней электронами в результате теплообмена интенсивность движения частиц более нагретого тела снижается, а менее нагретого-г возрастает. [c.260]

Если в конический или в центробежный аппарат первоначально поместить количество материала Сц, заведомо превышающее Ср, то после подачи ожижающего агента часть слоя (за пределами высоты Яв или радиуса в) окажется в неравновесном состоянии (ш > Шв) и будет очень интенсивно выноситься. Так как данному расходу ожижающего агента соответствует вполне определенное распределение порозности слоя, средняя величина которой выше, чем у неподвижного слоя, то некоторое количество твердых частиц, первоначально находящихся ниже сечения Яв, также окажется в неравновесном состоянии. При расширении слоя эта доля частиц начнет переходить через сечение с Яв (i a) и тоже будет выноситься из аппарата. Движущей силой данного процесса будет разность мгновенного и равновесного распределений порозности, т. е. С — Ср. С уменьшением движущей силы интенсивность процесса расширения падает и соответственно этому скорость уноса уменьшается. [c.112]

Таким образом, при переходе от лабораторной колонки к промышленному реактору с ростом Ь движущая сила каталитического процесса и выход целевого продукта всегда снижаются, а с увеличением масштаба аппарата все большую роль начинает играть структурная неоднородность слоя, обусловленная увеличением интенсивности циркуляционных потоков твердой фазы зернистого катализатора, а не обратное перемешивание газа. [c.201]

В состоянии термодинамического равновесия средняя кинетическая энергия всех элементов среды при данной температуре является постоянной, хотя скорости отдельных частиц существенно различны. Естественно предположить, что чем дальше система находится от состояния термодинамического равновесия, тем в большей степени она к нему стремится иг тем интенсивнее протекают процессы теплообмена, поскольку движущей силой теплообменных процессов является разность потенциалов — температур. В зависимости от характера протекающих [c.23]

Из сопоставления рис. йЛ1,б—гс рис.10.15,6 и 10.16,6 можно видеть, что перемешивание потоков фаз смещает рабочую линию ближе к линии равновесия. Этому сопутствует понижение движущей силы массообменного процесса, а значит (при прочих равных условиях) уменьшение потока М переносимого компонента-, для сохранения М придется увеличивать интенсивность массопереноса кР, например развивая поверхность контакта Р. [c.797]

Существенно, что рецикл приближает рабочую линию к равновесной кривой, т.е. сопровождается понижением движущей силы массообменного процесса — значит, и интенсивности процесса в целом. А чтобы в условиях рецикла сохранить эффективность процесса (т.е. необходимое значение выходной концентрации уг), придется увеличивать поверхность контакта фаз (например, путем увеличения габаритов аппарата). И тем не менее возможны технологические ситуации, когда рецикл целесообразен. Чаще всего это связано с плохим межфазным контактом при малых потоках одной из фаз или обеих фаз плохая смачиваемость жидкостью насадки в насадочном или стенки в пленочном аппарате, высокая поперечная неравномерность потока в барботажном аппарате и т.п. Рецикл способствует повышению интенсивности массообмена и поверхности контакта фаз. Нередко с помощью рецикла удается снизить температурный перепад вдоль аппарата и приблизиться к изотермическому проведению процесса, что может положительно сказаться на его селективности. В общем, при организации рецикла необходимо сопоставить его положительное и отрицательное влияние на процесс и оценить эффект в целом. В терминах структуры потоков рецикл представляет собой одно из проявлений обратного перемешивания (не распределенного по длине аппарата, а сосредоточенного). [c.802]

Перейдем к оценке периодического процесса. Используем для этого основное кинетическое уравнение (1.10), в соответствии с которым скорость растворения пропорциональна поверхности растворения и движущей силе. Интенсивное перемешивание в условиях периодического процесса позволяет достигнуть высоких значений коэффициента массоотдачи К. В атом состоит достоинство метода. [c.52]

Движущей силой автокаталитического процесса восстановления является окисление восстановителя, которое с достаточной интенсивностью протекает лишь на некоторых металлах с определенными каталитическими свойствами поэтому скорость всего каталитического процесса нельзя регулировать так просто, как, например, силу тока при электрохимическом осаждении металла. В отсутствие автокатализа реакция восстановления если и протекает, то во всем объеме раствора и приводит к образованию порошкообразного металла. [c.76]

Невозможность противотока фаз в пределах отдельного псевдоожиженного слоя вследствие интенсивного перемешивания и, следовательно, невозможность осуществления процессов химического превращения, тепло- и массообмена при максимальной движущей силе. Интенсивное перемешивание частиц псевдоожиженного слоя тормозит течение химических реакций в результате [c.19]

В промышленных реакторах большого диаметра нередко самопроизвольно устанавливается внутренняя частичная циркуляция отдельных реагирующих потоков, приводящая к разбавлению сырья продуктами превращения, снижению движущей силы процесса и нередко к изменению его направления [8, 9]. Интенсивная внутренняя циркуляция наблюдается также при барботаже газа в многофазных гидрогенизационных реакторах такую циркуляцию специально создают для получения тонких дисперсий или эмульсий из несмешивающихся компонентов реакционной смеси. Кроме того, для управления скоростью или смещения термодинамического равновесия в отдельные зоны сложных реакторных устройств нередко подают высокоактивный реагент, склонный к побочным превращениям возможен противоток компонентов, рециркуляция непревращенного сырья или отдельных реагентов и др. Все это приводит к неравномерному распределению концентрации по пути реагирующего потока, далекому от распределения при идеальном вытеснении или полном смешении. Помимо двух указанных существенных осложнений [c.137]

Можно предположить, что движущей силой этих процессов является расширение цикла и образование ионов с хинолиновой структурой. Если этот процесс маловероятен, то интенсивность пика (М — 77)+ резко падает. [c.219]

Из рассмотренного материала по скелетным перегруппировкам можно сделать вывод, что единственными движущими силами этих процессов, так же как и процессов, протекающих с миграциями атомов водорода или простым разрывом связи, является образование ионов и нейтральных частиц повышенной стабильности. Увеличение числа перегруппировочных ионов и их интенсивностей наблюдается в системах, где простой разрыв связи затруднен или не приводит к стабильным ионам. В свете [c.168]

Центрифугирование. Процесс отделения твердой фазы от жидкой центрифугированием может рассматриваться как модификация процесса отстоя, в которой движущая сила отстоя — сила тяжести — заменена намного более интенсивной центробежной силой. [c.128]

Фундаментальное соотношение, определяющее, что скорость фильтрования воды сквозь слой песка пропорциональна гидростатическому давлению и обратно пропорциональна толщине слоя, установлено Дарси в 1856 г. при исследовании действия городских фонтанов [23]. При этом коэффициент пропорциональности выражает влияние вязкости жидкости и свойств пористого слоя на скорость процесса. Приведенное соотношение аналогично известным для интенсивности перемещения тепла, вещества и электричества и является частным случаем закона, в соответствии с которым скорость процесса пропорциональна движущей силе и обратно пропорциональна сопротивлению. Все рассматриваемые далее более сложные уравнения фильтрования представляют собой по существу модификацию соотношения Дарси. [c.23]

Тепло- и массообмен между газом и распыленной жидкостью отличаются высокой интенсивностью, обусловленной развитой поверхностью фаз, большими значениями движущих сил и коэффициентов тепло- и массопереноса. Процесс можно вести непрерывно и с большой скоростью, поэтому сушка распылением по сравнению с другими способами сушки позволяет сэкономить время, средства и рабочую силу. Это подтверждается приведенными в табл. 3.1 данными по сравнительной стоимости системы сушки каолиновой глины. [c.147]

Известно, что максимальные значения движущих сил и интенсивный тепломассообмен в распылительных сушилках наблюдаются в начале процесса при высоких относительных скоростях движения сушильного агента и распыленного материала. Такие явления более характерны, когда процессы тепло- и массообмена являются нестационарными. Наиболее благоприятные условия создаются, например, в струйных распылительных сушилках при подаче распыленного раствора непосредственно в газовую высокотемпературную струю (до 1000°С), движущуюся со скоростью порядка 300 м/с. [c.153]

Существование равновесия непосредственно следует из принципа Клаузиуса и его обобщений на другие процессы выравнивания. Поэтому изменения состояний, происходящие в изолированной системе, необратимы, т. е. они могут протекать (при отсутствии внешних воздействий) только в одном направлении. Отсюда уже следует, что такие процессы должны асимптотически стремиться к конечному состоянию. Этот вывод станет более наглядным, если учесть (факт, содержащийся в принципе Клаузиуса), что рассматриваемые процессы являются процессами выравнивания, движущая сила которых равна разности интенсивных параметров, стремящихся с течением процесса к нулю (ср. 15). [c.72]

Наряду с большими достоинствами, псевдоожиженному слою свойственны и некоторые недостатки. Так, вызванное интенсивным перемешиванием твердых частиц выравнивание температур и концентраций в слое приводит к уменьшению движущей силы процесса. Возможность проскока значительных количеств газа без достаточного контакта с твердым зернистым материалом также уменьшает выход целевого продукта. Отрицательными факторами следует считать износ самих твердых частиц, эрозию аппаратуры, возникновение значительных зарядов статического электричества, необходимость установки мощных газоочистительных устройств. Некоторые из перечисленных недостатков могут быть устранены рациональной конструкцией аппаратов. [c.110]

Вместе с тем в связи с интенсивным перемешиванием частиц взвешенному слою свойствен и ряд недостатков, среди которых уменьшение движущей силы процесса, износ твердых частиц, эрозия аппаратуры и др. [c.462]

Скорость циркуляции жидкости как одна из гидродинамических характеристик барботажного слоя пока еще не используется при расчетах пустотелых колонн. Но, очевидно, через нее можно выразить интенсивность перемешивания неоднородных жидких систем, теплоотдачу к теплообменным элементам, размещенным в колонне, и изменение движущей силы процессов массообмена. [c.56]

Один из существенных недостатков аппаратов кипящего слоя— снижение движущей силы процесса в результате интенсивного перемешивания твердых частиц. В первом оценочном приближении можно считать, что по твердой фазе аппараты кипящего слоя можно отнести к типу идеального смешения, а по газовой (или жидкой)— идеального вытеснения . [c.252]

Вначале концевые эффекты объясняли интенсивным массооб-меном, вызванным турбулизацией потоков в месте их входа в аппарат. Позднее [206] эти эффекты были объяснены продольным перемешиванием сплошной фазы. Оказалось [204], что экспериментальный профиль концентраций в распылительных колоннах располагается между расчетными профилями концентраций в. режимах идеального перемешивания и идеального вытеснений.. Расчеты показали, что модели идеального перемешивания соответствует наибольший концевой эффект, постепенно убывающий при переходе к поршневому потоку. Таким образом, концевой эффекту входа сплошной фазы в колонну не является следствием большого локального коэффициента массопередачи, а обусловлен конвективными потоками, не учитываемыми моделью идеального вытеснения. В результате из-за снижения движущей силы процесса уменьшается интенсивность межфазного массо- или теплообмена. [c.201]

Известно, что всякий процесс протекает до тех пор, пока система не придет в состояние равновесия. Например, при контакте двух тел с разными температурами процесс завершится тогда, когда температура обоих тел станет одинаковой, т. е. наступит состояние равновесия. Разность температур теплообменивающихся тел является движущей силой процесса теплообмена. Чем больше эта разность, т. е. чем больше отличается состояние системы от условий, соответствующих равновесным, тем интенсивнее протекает процесс. Таким образом, степень отличия системы от равновесной представляет собой движущую силу процесса. [c.12]

Интенсификацию процесса массопередачи можно осуществить путем увеличения поверхности контакта Рф между взаимодействующими фазами. Практически это достигается барботажем пара через жидкость, развитием смоченной поверхности насадки. Повышения коэффициента массопередачи К можно достичь путем турбулизации (интенсивного перемешивания) взаимодействующих фаз, что обеспечивается соответствующим конструктивным оформлением проточной части аппарата. Возрастание движущей силы процесса А также способствует интенсификации массопередачи и достигается за счет увеличения подачи флегмы в колонну (увеличением флегмового числа Н). [c.21]

В первом приближении можно считать, что результат процесса, характеризуемый, например, массой М перенесенного вещества или количеством переданного тепла, пропорционален движущей силе (обозначаемой в общем виде через Д), времени т и некоторой величине А, к которой относят интенсивность процесса. Такой величиной может быть рабочая поверхность, через которую происходит перенос энергии или массы, рабочий объем, в котором осуществляется процесс, и т. п. Следовательно, уравнение любого процесса может быть представлено в общем виде [c.17]

Соответственно величину К можно рассматривать как меру интенсивности процесса — интенсивность, отнесенную к единице движущей силы. [c.17]

Интенсивность процесса всегда пропорциональна движущей силе Д и обратно пропорциональна сопротивлению которое является величиной, обратной кинетическому коэффициенту (например, гидравлическое сопротивление, термическое сопротивление, сопротивление массопередаче и т. д.). Таким образом, уравнение (1,3) может быть выражено также в форме [c.17]

Рекристаллизация твердых тел как с изменением химического состава кристаллов, так и с сохранением его заключается в образовании одних зерен тела за счет других и протекает особенно интенсивно в пластически деформированных телах (например, катализаторы, получаемые смешением Компонентов с введением связующих добавок). Внешне рекристаллизация проявляется в изменении размеров и количества кристаллов. Движущей силой этого процесса считают уменьшение термодинамического потенциала катализатора в результате снижения суммарной поверхности границ кежду зернами или снятие искажений и напряжений в кристаллической решетке [5, 6]. Кинетика рекристаллизации характеризуется скоростью зарождения центров и линейной скоростью роста новых кристаллов. Значения этих величин зависят в первую очередь от чистоты твердого тела, степени его деформации и размера зерен [7—14]. Установлено, что чистые вещества рекристаллизуются особенно интейсивно. Малые количества примесей (иногда < 0,01 %) могут уменьшать скорость рекристаллизации на несколько порядков [5, 7—10]. Влияние температуры на скорость зарождения и роста кристаллов при определенной степени деформации катализатора приближенно выражается уравнением Аррениуса. [c.59]

Совместно с И.Н.Дороховым и Э.М.Ко и>цовой получена и научно обоснована структура универсальной движущей силы массообменных процессов в гетерофазньпс ФХС, которая учитывает разность потенциалов Планка, энтальпийную и механическую состав шющие, а также составляющую, связанную с поверхностной энергией системы. Получены конкретные выражения движущих сил процессов абсорбции, ректификации, экстракции, кристаллизации, растворения, сушки, сублимации и десублимации установлена общность структуры их движущих сил, для ряда исследуемых процессов количественно вскрыто влияние градиентов поверхностного натяжения на интенсивность массопередачи. [c.12]

Степень автокатализа зависит от природы металла и восстановителя. Выбор возмол<ных восстановителей тем шире, чем положительнее стандартный электрохимический потенциал пары металл — ион металла. Движущей силой автокаталитического процесса восстановления ионов металла является каталитическое окисление восстановителя, которое с достаточной интенсивностью протекает лишь на некоторых металлах, обладающих каталитическими свойствами. В отсутствие автокатализа реакция вссстансвления если и протекает, то во всем объеме раствора и приводит к образованию металлического порошка. [c.24]

Другая частица, выделение которой является движущей силой фрагментации, — это НС = М или НЫ = С . Учитывая, что прочность связи К—СЫ очень велика (так, отщепление СЫ-группы даже в таких благоприятных случаях, как РЬСНг—СЫ и МегМСНг—СМ, сравнительно затруднено), что отщепление Других подобных частиц, например НР, идет с большим трудом (связь С—Р очень прочна), а выделение рассматриваемой частицы происходит очень легко что для процесса ее выделения логичнее допустить миграцию Н-атома к азоту, а не углероду, можно предположить, что выделяемая частица с массой 27 имеет всегда структуру Н—Н = С , а не Н—С = М. Тогда ее отщепление аналогично выделению СО. Процесс образования как СО, так и Н—= С всегда сопровождается интенсивным циком метастабильного иона. Данные табл. 41 еще раз подтверждают, что именно получение НМС, а не образование стабильного иона является движущей силой представленных процессов. Часто выделяется другая частица карбенного типа Ср2. Отщепление СНг в незначительной степени имеет место в масс-спектрах элементоорганических соединений (особенно В, Ое и 5п), а также простых непредельных соединений [c.205]

Движущей силой процесса являются градиенты факторов интенсивности, называемые в общем случае обобшенными силами. [c.111]

В контактных аппаратах с неподвижным катализатором Нельзя применять водяные холодильники, так как вследствие весьма низкой теплопроводности пористых гранул ванадиевого катализатора [порядка 0,57 ккал м-град -ч) у теплообменных поверхностей происходит резкое-падение температуры ниже температуры зажигания катализатора. Кроме того, на холодных поверхностях теплообменных труб может конденсироваться серная кислота, что вызывает быструю их коррозию и порчу контактной массы, находящейся в зоне теплообменников. Эффективная теплопроводность кипящего с лоя достигает 15 ООО ккал/(д1 грй 9.ч) [181, а коэффициенты теплоотдачи столь велики [16, 19], что становится возможным применение водяных холодильников (см. главу IV). При этом не происходит конденсации серной кислоты на холодных поверхностях, омываемых кипящим слоем при снижении температуры до 390° С, т. е. ниже рабочих температур катализа [20]. Теплопередача от кипящего слоя к воде, протекающей в трубах водяного холодильника, происходит много интенсивнее, чем в газовых теплообменниках, которые устанавливают между слоями аппаратов с неподвижным катализатором коэффициент теплопередачи возрастает в среднем в 15 раз. Движущая сила процесса теплопередачи Ai (разность температур) также увеличивается примерно в 2 райа. Таким образом, площадь теплообмена Р, вычисляемая по формуле [c.144]

Такил[ образом, равновесие системы харатгтеризует такое се состояние, которого стремится достигнуть данная система в результате протекающего в 1[ей процесса. Естественно, что процесс происходит том интенсивнее, чем больше отличается состояние системы от условий, соответствующих равновесию. Степень отличия системы от равновесной и ость движущая сила процесса. [c.11]

Первый метод наиболее прост и в настоящее время используется в практике работы заводских лабораторий и исследовательских институтов. Под действием гравитационного поля оседают только достаточно крупные частицы — 0,1 —100 мкм (10" —10 м). Гравитационный метод определения устойчивости НДС осложняется образованием сольватных оболочек вокруг надмолекулярных структур, что снижает движущую силу процесса расслоения системы на фазы. Заменяя действие гра-игггационных сил действием центробежных сил, обеспечивающих ускорение, превышающее в 100—1000 раз ускорение свободного падения, можно создать условия для достаточно быстрого осаждения ССЕ. Установлено, что воздействие центробежного поля достаточной интенсивности (фактор разрешения 50 000 при ско- [c.140]

Перемешивание в псевдоожиженном слое. Под перемешивани ем твердых частиц и газа в состоянии псездоожижения понимает ся взаимодействие циркуляционных потоков газовой и твердой фаз, приводящее к выравниванию концентрацийг и температур контактирующих потоков в объеме слоя. К достоинствам интенсивного перемешивания в псевдоожиженном слое следует отнести выравнивание температур в объеме катализатора и высокую интенсивность теплообмена [15, 23]. Недостатками перемешивания являются уменьшение движущих сил процессов тепло- и массообмена и неравномерность во времени пребывания отдельных частиц и порций ожижающего агента в слое. - [c.171]

От интенсивности процесса следует отличать объемную интен-снвностьаппарата — интенсивность, отнесенную к единице его общего объема. С увеличением объемной интенсивности уменьшаются размеры аппарата и снижается расход материалов на его изготовление. Однако объемная интенсивность может лишь до определенной степени служить мерой совершенства аппарата. Это объясняется тем, что объемная интенсивность аппарата связана с интенсивностью процесса, но с увеличением коэффициента скорости процесса его интенсивность обычно возрастает лишь до известного предела. Увеличение коэффициента скорости сверх некоторого значения часто сопровождается уменьшением движущей силы, что может привести к прекращению увеличения интенсивности [c.17]

Замкнутый периодический процесс проводится в аппарате с механическим нли пневматическим перемешиванием. Пневмачическое перемешивание позволяет в случае необходимости использовать перемешивающий агент (воздух) в качестве окислителя. При достаточно интенсивном перемешивании твердые частицы быстро движутся с изменяющейся по направлению и величине скоростью, то отставая от потока омывающей их жидкости, то опережая его. В этих условиях возникает переменная во времени скорость обтекания, обусловленная инерцией твердых частиц. При таком инерционном режиме создаются благоприятные условия для ускорения процессов растворения и экстракции, несмотря на то что движущая сила процесса снижается по мере приближения к состоянию равновесия. [c.553]

Прямоточный и противоточвый процессы, проводимые в аппаратах непрерывного действия, широко распространены. В принципе экстракцию и растворение можно проводить непрерывно в аппарате с мешалкой путем непрерывного подвода в аппарат твердой и жидкой фаз и отвода их из него. Однако осуществление непрерывного процесса таким способом неизбежно приведет к падению интенсивности вследствие того, что поступающий в обработку твердый материал будет взаимодействовать с раствором, концентрация которого в аппарате, вследствие интенсивного перемешивания, близка к концентрации насыщения. Это вызовет значительное снижение движущей силы и соответственно — скорости экстракции по сравнению со средней скоростью (за одну операцию) в периодическом процессе, где аналогичные условия создаются только на конечной стадии процесса. Кроме того, в одиночном аппарате возможен проскок некоторой части твердых частиц, в результате чего время пребывания может оказаться недостаточным для достижения высокой степени извлечения экстрагируемого вещества. [c.554]

В загрузочной воронке мы начинаем медленное и в некоторой степени неустойчивое движение вниз, которое сопровождается многократно повторяющимися столкновениями с соседними гранулами и кратковременными зависаниями в своде. Это продолжается до тех пор, пока мы не достигнем зоны сужения — горловины питающего отверстия. Здесь винтовой гребень подхватывает гранулы и толкает их вперед. Он мгновенно догоняет нашу гранулу, и она начинает вращаться (при этом изменяется ее система координат). Теперь мы регистрируем свое движение относительно червяка, и поэтому кажется, что цилиндр вращается в противоположном направлении. Мы находимся в мелком канале, ограниченном гребнями червяка, его сердечником и поверхностью цилиндра, и начинаем медленное движение по каналу, сохраняя свое местоположение относительно ограничивающих канал стенок. По мере передвижения соседние гранулы нажимают на нашу гранулу со все возрастающим усилием, причем пространство между гранулами постепенно уменьшается. Большинство гранул испытывает такое же воздействие, за исключением тех, которые контактируют с цилиндром и червяком. Движущаяся поверхность цилиндра оказывает интенсивное тормозящее воздействие, в то время как трение о поверхность червяка приводит к возникновению силы трения, направленной вдоль винтового канала. Из разд. 8.13 известно, что это торможение о поверхность цилиндра является движущей силой, вызывающей перемещение частиц твердого полимера в канале червяка. Оба эти фрикционных процесса приводят к выделению тепла, возрастанию температуры полимера, и в особенности слоя, расположенного у поверхности цилиндра. В каком-то сечении температура слоя может превысить температуру плавления или размягчения полимера, и фрикционное торможение переходит в вязкое трение, т. е. твердый полимер перемещается по каналу червяка за счет напряжений сдвига, генерируемых в пленке расплава. Однако в более общем случае еще до начала сколько-нибудь значительного фрикционного разогрева экстремальные условия достигаются на тех участках, где цилиндр разогрет до температуры, превышающей температуру плавления, что ускоряет появление пленки расплава. Это означает окончание той части процесса транспортировки гранул, которая происходит в зоне питания, когда в экструдере присутствует только твердый нерасплавленный материал. К этому моменту наша гранула оказывается до некоторой степени деформированной соседними гранулами, с которыми она тесно контактирует, образуя вместе с ними достаточно прочный, хотя и деформируемый твердый блок, движущийся подобно пробке по каналу червяка. Тонкая пленка, отделяющая слой нерасплавлениого полимера от цилиндра, подвергается интенсивной деформации сдвига. Разогрев твердой пробки происходит как за счет тепла, генерируе- [c.431]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология