Диффузия коэффициент разделения

Последнее выражение справедливо для случая малого обогащения UFg при газовой диффузии. Коэффициент разделения легкой фракции а не совпадает с коэффициентом разделения на пористом фильтре ад, определенным формулой (3.5), так как концентрации N[х, г) и N (x, 2) в двух отделениях диффузионного делителя нельзя считать постоянными. [c.94]

Большая привлекательность центрифуг в разделении тяжёлых изотопов, таких как изотопы урана, состоит в том, что, в отличие от газовой диффузии, коэффициент разделения зависит не от квадратного корня из отношения масс, а от разности масс двух изотопов. Выражение для коэффициента разделения оптимальной газовой центрифуги имеет вид [3] [c.130]

Эффективность разделения зависит от свойств смеси и ее компонентов, а таюке от конструкции колонки и условий проведения опыта [55]. К основным свойствам смесей, определяющим термодиффузионный процесс разделения, относятся вязкость, коэффициент термодиффузии, обычный коэффициент диффузии, коэффициент расширения и плотность компонентов. К основным параметрам, определяющим работу колонки, относятся средняя температура, значение температурного градиента, высота и ширина щели, а также объем резервуаров наверху и внизу колонки. На процесс термодиффузии и его интенсивность оказывают влияние следующие факторы коэффициенты диффузии, средняя температура и температурный градиент определяют степень разделении в горизонтальном направлении, в то время как вязкость, коэффициент расширения и разность плотностей между компонентами, высота колонки, ширина кольцевого пространства и объем резервуаров оказывают влияние на интенсивность процесса термодиффузии. [c.392]

В—структурная константа мембраны при расчете селективности D—коэффициент диффузии Dam—коэффициент диффузии растворителя в мембране d—диаметр поры мембраны dr.a—диаметр гидратированного иона а—эквивалентный диаметр канала /о— пористость мембраны G—проницаемость мембраны АЯ—теплота гидратации I— ионная сила раствора 1—коэффициент Вант-Гоффа К—степень очистки раствора /Ср—коэффициент разделения к, La, Lp—расход концентрата, исходной жидкости и растворителя соответственно [c.11]

Уравнение (И.25а) связывает изменение концентрации раствора с изменением его количества вследствие испарения и с коэффициентом разделения. Это уравнение называется уравнением Релея, так как впервые аналогичное соотношение было получено О. Релеем еще в 1896 г. при разделении смеси газов путем диффузии через пористую перегородку. [c.42]

Использование для разделения изотопов таких физических свойств, как разность плотностей в газообразном состоянии и различные скорости диффузии, или различие в температурах кипения в жидком состоянии позволило разработать методы разделения изотопов из смеси (диффузия в потоке пара или через пористые перегородки, термодиффузия, фракционная перегонка н др.). Эти методы трудоемки, так как необходимо многократно (ступенчато) проводить разделение, поскольку коэффициенты разделения крайне низки. [c.40]

Эффективность колонки и селективность неподвижной фазы. Способность колонки к разделению зависит от ее эффективности и селективности НФ. Эффективность колонки определяется расширением хроматографического пика по мере прохождения вещества через колонку. Она зависит от кинетики процессов в колонке и оценивается ВЭТТ, которая в свою очередь зависит от скорости газа-носителя, процессов диффузии и сопротивления массообмену. Расчет ВЭТТ является наиболее предпочтительной мерой эффективности колонки. Селективность НФ связана с взаимодействием растворенного вещества с растворителем и определяет относительное положение пиков анализируемых веществ на хроматограмме. Мерой селективности колонки является расстояние между максимумами двух пиков чем оно больше, тем селективнее колонка. Количественно селективность данной колонки оценивают величиной коэффициента разделения (а) для данных двух компонентов [c.335]

Если распределяемый компонент является примесью, т. е. X <С 1, то Кй —. с1у. В реальных условиях, когда равновесие, как правило, не достигается, процесс разделения характеризуется степенью разделения при однократной кристаллизации, называемой эффективным коэффициентом разделения К. Этот коэффициент всегда меньше Ко и зависит от скорости процесса, степени перемешивания, коэффициента диффузии распределяемого компонента, захвата маточного раствора (расплава) кристаллической фазой и значения Ко- [c.564]

Методы диффузии и т е р м о д и ф ф у з и и. Диффузионный метод разделения соединений стабильных изотопов в газовой фазе основан на различии скоростей диффузии легкого и тяжелого компонентов смеси. Еще в конце прошлого века английским физиком Рэлеем было показано, что смесь различных газов с разной молекулярной массой может быть частично разделена при диффузии ее через пористую перегородку. Коэффициент разделения смеси газов а при этом пропорционален корню квадратному из отношения молекулярных масс компонентов смеси [c.41]

Поскольку различие молекулярных масс изотопных разновидностей молекул весьма мало, то, естественно, мал и коэффициент разделения. Вот почему эффективность разделения при диффузии весьма повышается, если применить к этому методу принцип фракционной колонки. Отличие от колонки, в которой осуществляется перегонка жидкостей, здесь заключается лишь в том, что вместо тарелок в такую колонку вмонтированы диффузионные ячейки. [c.41]

Рассмотрение способов разделения и концентрирования стабильных изотопов позволяет сделать некоторые обобщения. На эффективность разделения, прежде всего, влияет величина коэффициента разделения, который может быть разным при разделении различными методами изотопов одного элемента. Для разделения изотопов легких элементов наиболее эффективны методы фракционной перегонки и изотопного обмена для срединных и тяжелых элементов наибольший эффект дают методы газовой диффузии и центрифугирования, зависящие не от отношения, а от разности масс разделяемых изотопных разновидностей молекул. Для концентрирования весьма важного в промышленном отношении дейтерия наиболее эффективным оказывается электролиз воды. [c.47]

При близком значении коэффициентов диффузии фактор разделения определяется коэффициентами растворимости [c.225]

С помощью масс-спектрометрии возможно изучение проницаемости полимеров для органических соединений [52]. Для этого насосом откачивают бинарную смесь органических соединений после ее прохождения через мембрану, сделанную из исследуемого полимера. Часть потока, прошедшего через мембрану, направляется к масс-спектрометру, который измеряет коэффициент разделения бинарной смеси и, как следствие - коэффициент диффузии органических веществ через полимерную мембрану. [c.147]

Вращение плазмы представляет интерес потому, что в ней могут быть получены высокие центробежные ускорения ( 10 м/с ). Хотя разделение, обусловленное центробежным эффектом, частично снижается вследствие обратной диффузии при очень высокой температуре (например, 50 000 К), существующей в плазме, здесь можно ожидать достижения более высокого коэффициента разделения, чем в механических центрифугах. [c.15]

В заключение можно констатировать, что метод усреднения по радиусу дает хорошее приближение для коэффициента разделения и позволяет проводить внутреннюю оптимизацию центрифуги. Однако численное решение уравнения конвективной диффузии позволяет исследовать такие тонкие эффекты, как расположение отверстий, влияние гофров и др. [c.224]

Определены три параметра подобия (высота единицы переноса, поток, коэффициент переноса массы) и установлена их связь с полем потока, элементарным коэффициентом разделения в центробежном поле и коэффициентом молекулярной диффузии. В ранее выполненных работах по теории разделения упрощенное уравнение разделения интегрировалось при условии постоянства параметров подобия вдоль центрифуги. Однако последние результаты анализа поля потока показывают, что в ряде случаев параметры подобия изменяются по оси. Чтобы учесть это, метод интегрирования диффузионного уравнения был изменен и получены модифицированные формулы для коэффициента разделения и разделительной мощности центрифуги. [c.225]

Пространственная диффузионная модель основана на законах диффузии Вант-Гоффа, Фика и Нернста. Практика подтверждает важность ее использования для расчета коэффициента разделения. Упомянутые выше ученые интерпретировали диффузию как процесс распространения молекул веш ества в пространстве произвольной формы. Преимущественное направление диффузии может определять конвективное движение среды. [c.53]

Молекулярная диффузия и разделение смеси газов. Если через пористый фильтр пропустить смесь газов, отличающихся друг от друга своей молекулярной массой, а значит, и тепловыми скоростями молекул, то при молекулярной диффузии поток лёгкой компоненты будет больше, чем поток тяжёлой [19-21]. На выходе из пористого фильтра состав смеси изменится концентрация лёгкой компоненты в смеси будет больше, чем у входа. Коэффициент разделения смеси можно вычислить, рассматривая два объёма, разделённых пористой перегородкой О площадью 6 [c.139]

В этой формуле о означает теоретический коэффициент разделения при молекулярной диффузии в вакуум, когда р1 = О и потому к — 0 [c.140]

Из формулы (5.3.20) следует, что коэффициент разделения не может быть больше ао. Другими словами, при газовой диффузии суш,ествует теоретический предел для коэффициента разделения при однократном пропускании смеси через пористый фильтр. [c.140]

Коэффициент разделения при масс-диффузии можно определить из выражения [c.6]

Газовая диффузия. Газовая диффузия основана на различии скоростей диффузии легких и тяжелых молекул через пористые перегородки. Если диаметры пор малы по сравнению с средней длиной свободного пробега молекул в газе, то скорость диффузии пропорциональна квадратному корню из молекулярного веса, и, следовательно, за перегородкой будет идти обогащение более легким изотопом. Коэффициент разделения в этом случае равен [c.447]

Теоретическому описанию процесса противоточной кристаллизации посвящено большое количество работ, т. к. данный процесс обладает большими возможностя-.ми. Одна группа моделей опирается на допущение, что скорость диффузии в твердой фазе пренебрежимо мала по сравнению со скоростью диффузии в жидкой фазе. Такая модель впервые была предложена в [35-37] для систем, образующих твердые растворы. Принимая такое допущение, авторы в экспериментах получали эффект разделения, значительно превышающий коэффициент разделения а. Массообмен в таком случае может быть объяснен только многократной перекристаллизацией твердой фазы, движущейся в противотоке с расплавом. Для составления математической модели были приняты следующие допущения [c.311]

В отличие от газовой диффузии, равновесный коэффициент разделения to в газовой центрифуге экспоненциально зависит от произведения разности молярных масс па квадрат линейной скорости вращения. Его величиной можно управлять, изменяя скорость вращения ротора (табл. 9.1). [c.467]

С понижением температуры коэффициент разделения в дистилляционных методах почти всегда повышается. Кроме того, при пониженном давлении частичная конденсация может быть избирательной, так как при этом наблюдается высокая скорость диффузии, обеспечивающая более свободный доступ молекул примеси к поверхности конденсатора. Поэтому и в кубе и в конденсаторе ректификационной колонны даже при работе с отбором продукта может иметь место некото]рый эффект разделения. При обычной же ректификации такое разделение по существу имеет место лишь в кубе колонны. Следовательно, при проведении дистилляционных процессов под пониженным давлением можно ожидать не только уменьшения вероятности термического разложения перегоняемой жидкости, но и более высокого эффекта разделения. Следует, однако, иметь в виду, что при уменьшении давления в колонне изменяются и другие параметры процесса, такие, как скорости потоков фаз, их количества и т. д. это ведет, как показали экспериментальные исследования, к увеличению ВЭТТ (ВЕП). Таким образом, с понижением давления в колонне возрастают и коэффициент разделения а и ВЭТТ. При понижении давления в области давлений, близких к атмосферному, преобладающим является рост коэффициента разделения в результате разделительная способность колонны увеличивается. По достижении некоторого давления эффект возрастания ВЗТТ начинает преобладать над эффектом возрастания а разделительная способность колонны начинает уменьшаться. Следовательно, в каждом конкретном случае разделения той или иной смеси должно иметь место оптимальное значение давления, при котором в колонне достигается наибольший фактор разделения. [c.100]

М " ) в структуре координационное число КЧ (R) = 8, расстояние d , о 0,27 нм. Коэффициент разделения Kj,. са - ДО 7,0 - 7,5. Коэффициент внутренней диффузии D в гранулах сорбента обычно не выше 2-10 mV , возможен переход части ионов М в необменное состояние. [c.135]

Мембранное газоразделение. Это процесс разделения на компоненты газовых смесей или их обогащение одним из компонентов. При использовании пористых мембран с преимущественным размером пор 0,005-0,03 мкм разделение газов происходит вследствие так называемой кнудсеновской диффузии. Для ее осуществления необходимо, чтобы длина свободного пробега молекул была больше диаметра пор мембраны, т.е. чтобы частота столкновений молекул газа со стенками пор превышала частоту взаимных столкновений молекул. Поскольку средние скорости молекул в соответствии с кинетической теорией газов обратно пропорциональны квадратному корню их масс, компоненты разделяемой смеси проникают через поры мембраны с различными скоростями. В результате пермеат обогащается компонентом с меньшей молекулярной массой, ретант (концентрат) - с большей. Коэффициент разделения смеси Кр = / 2 = где и 2 число молей компонен- [c.331]

Эффективность электромиграционного разделения определяется подобно хроматографическому не только фактором разделения, но и степенью раз.мытия зоны. Для разделения двух компонентов необходимо, чтобы А/ было больше За, где а — стандартное отклонение распределения концентрации компонента в зоне. Величина ст зависит от коэффициента тепловой диффузии коэффициента электродиффузии Д и дисперсии длины пробега иона между последовательными столкновениями с частицами носителя ст [c.244]

Использовать ректификационную колонну для определения коэффициента разделения целесообразно в тех случаях, когда величина е = а—1 мала, ибо колонна позволяет многократно увеличить измеряемый эффект разделения. Однако этот эффект зависит не только от коэффициента разделения, но и от эффективности колонны, характеризуемой числом теоретических ступеней разделения (ЧТСР) п или числом единиц переноса (ЧЕП). Эти величины изменяются в зависимости от гидродинамического режима ректификации и свойств разделяемой смесп, в том числе от коэффициентов диффузии в жидкой и паровой фазах, и даже при постоянном режиме ректификации (температура, давление, нагрузка) не являются константами прибора (колонны). Поэтому определение а с помощью ректификационной колонны представляет задачу с двумя неизвестными и для ее решения необходимо использовать два независимых уравнения. В некоторых работах, игнорируя это принципиальное положение,величину п оценивали приблизительно в предварительных опытах, используя другие системы с известным значением а [25, 26] по тогда, естественно, и получаемое значение оказывается неточным. [c.24]

При работе с разбавленными растворами физические свойства жидкой и паровой фаз можно считать практически не меняющимися ио высоте колонны, так что соблюдается постоянство не только коэффициента разделения, но и условий массопередачи и теплопередачи. Для разбавленных растворов с большей надежностью могут быть найдены коэффициенты диффузии. Применение разбавленных растворов не устраниет того изменения условий, которое вызывается гидравлическим сопротивлением колонны. [c.137]

Для получения тетрахлоридов циркония и гафния высокой чистоты потребуются высокоэффективные колонны. Это связано с тем, что нри жггси (или а н си) О коэффициент разделения а. в системе Н1С14—2гС14 значительно снижается и в пределе стремится к единице [31]. Кроме того, скорость переноса массы в паровой фазе будет весьма низкая из-за малых величин коэффициента молекулярной диффузии. По этой причине можно ожидать высоких значений высоты единицы переноса для паровой фазы как лимитирующей стадии процесса ректификации в данных условиях. [c.163]

Разделение воды и растворенных вешеств происходит вблизи обратноосмотической мембраны вода проникает в мембрану, а растворенные вещества задерживаются и накапливаются непосредственно у поверхности мембраны. Если не предусмотрены механические средства для непрерывного удаления иэ этой зоны растворенных веществ, процесс разделения может прекратиться. Удаление растворенного вещества (или деполяризация) можно осуществить, используя объемное течение, турбулентное перемешивание или молекулярную диффузию. Известно /4,47 /, что даже если в центре русла потока имеет место значительная турбулентность, вблизи стенок канала существует граничный слой, в котором турбулентность отсутствует и массопе-ренос происходит главным образом путем молекулярной диффузии и объемного течения по линиям обтекания. Кроме того, объемные скорости в этой области относительно малы, и поэтому значительная доля полного переноса обусловлена молекулярной диффузией. Скорость диффузионного переноса определяется коэффициентом диффузии. Коэффициенты диффузии растворенных веществ и воды в жидких пищевых продуктах составляют величину порядка 10 -10 см /с и имеют тенденцию снижаться при высоких концент-рашях растворенного вещества и высокой вязкости раствора. К сожалению, точных данных дпя всех жидких пищевых материалов, за исключением сахарных сиропов, известно очень мало. (Некоторые сведения приведены в табл. 3.) Полуэмпирически получено уравнение, связывающее коэффициент диффузии, концентрацию и вязкость жидкостей [c.218]

В методе газовой диффузии используется различие скоростей теплового движения молекул изотопов, имеющих разную массу, при принудительном прохождении ими весьма малых по размерам пор и капилляров специальной пористой перегородки (газодиффузионного фильтра) в условиях вакуума, когда молекулы практически не стаживаются между собой. Этот метод можно применять для разделения смесей изотопов, находящихся в газообразном состоянии. В случае урана наиболее пригодным для этой цели оказался гексафторид урана ЦРб. Максимальный теоретически достижимый коэффициент разделения а определяется массами тяжелой М и легкой Мг молекул [c.246]

Коэффициент разделения может быть повьшген путем подбора стекол с оптимальными значениями размера пор, толщины стенок, величины пористости. Установлено, что для стекол с различной характеристикой пористости получаются различные соотношения констант проницаемости и коэффициентов диффузии для различных газов. [c.211]

Интересно, что тарелочная теория может применяться и в том случае, когда происходит размывание полосы элюирования вследствие явлений каналообразования в колонке [7]. Если, однако, размывание обусловлено факторами, затрудняющими достижение равновесия (например, медленной диффузией внутри зерен), то возникают значительные отклонения от результатов, предсказываемых теорией. К счастью, эти отклонения существенны лишь тогда, когда применяются короткие колонки, т. е. когда растворенные вещества характеризуются высоким коэффициентом разделения. При этом эффективное разделение может быть достигнуто за несколько часов, и расхон дения между теоретическими вычислениями и экспериментальными результатами, с точки зрения химика-аналитика, не имеют большого значения. Если же для разделения на колонке требуется 100—200 теоретических тареяок (т. е. при разделении вегцемв t близкими свойствами), то предварительные вычисления дают большую экономию времени. В этом случае необходимо, чтобы тарелочная теория давала удовлетворительные результаты даже тогда, когда размывание полос обусловлено отсутствием равновесия в колонке. При этом числа теоретических тарелок для двух растворенных веществ могут так сильно различаться, что бывает необходимо определить Лэф для обоих веществ или грубо оценить для второго вещества, пользуясь указаниями, приведенными в следующем разделе. Если для двух веществ принимаются различные значения / дф, то для расчета загрязненности веществ по уравнению (6. 4) берут среднее арифметическое из этих значений. Правда, для большинства систем с родственными ионами, требующими для своего разделения длинных колонок, коэффициенты диффузии ионов оказываются настолько близкими, что высоты теоретических тарелок для различных веществ можно считать одинаковыми. [c.127]

Исходя из выражения (6.10.15) в случае диффузии через электролит при электролизе для протия и дейтерия, коэффициент разделения должен быть на уровне 1,4. На практике же наблюдаются несравненно более высокие значения а, в диапазоне примерно от 2,5 до 15 и выше. Отсюда можно сделать вывод, что скорость диффузии ионов или молекул воды через электролит не является основным фактором, определяющим эффект разделения. [c.280]

Газодиффузионный метод основан на разной проницаемости пористых структур для частиц с разными массами. Так как скорости диффузии обратно нропорциональны квадратным корням из молекулярных весов, максимальный коэффициент разделения единичного модуля определяется выражением [c.129]

Коэффициент разделения процесса AVLIS составляет 3- 15, что превышает коэффициенты обогащения на стунени газового центрифугирования и значительно выше, чем для газовой диффузии. Высокий коэффициент разделения позволяет использовать стратегию отгонки отвала, при которой отвал с диффузионных заводов (0,25 % U-235) может обогащаться па одной ступени до реакторного качества ( 3 % и-235). [c.478]