Диффузионный слой влияние конвекции

Повышение относительной влажности воздуха способствует накоплению влаги в порах продуктов коррозии, в результате чего происходит ее аккумуляция, и процесс разрушения металла ускоряется. Влажность воздуха оказывает определенное влияние на конвекцию и толщину диффузионного слоя и на ускорение катодного процесса [56]. [c.17]

Перемешивание оказывает благоприятное влияние как на конвекцию, так и на изменение толщины диффузионного слоя жидкости у поверхности электрода, через который проходят ионы за счет молекулярной диффузии. [c.197]

Находящийся в электролите гидратированный ион металла достигает катода под влиянием электрического поля, образовавшегося между электродами, а также в результате диффузии и конвекции. У катода ион лроникает в диффузионный слой, в котором скорость перемещения определяется снижением концентрации, Электрические силы поля в диффузионном слое еще недостаточны для того, чтобы освободить ион металла от его гидратной оболочки. Происходит выпрямление диполя слабо связанной молекулы Н2О. Ион металла пересекает диффузионную часть двойного слоя и переходит в наружный покров неподвижного двойного слоя. Электрические силы поля в двойном слое составляют около 10 в см. При таких высоких электрических силах поля ион металла лишается своей гидратной оболочки. Оторванные диполи Н2О становятся составными частями двойного слоя (см. рис, 7). [c.23]

На величину переходного времени в хронопотенциометрии, помимо диффузии и миграции, можег оказывать влияние и естественная конвекция. Оно проявляется, когда массоперенос за время, равное т, выходит за пределы диффузионного слоя. Неопределенность толщины диффузионного слоя приводит к тому, [c.59]

Механизм диффузии реагента из толщи раствора к поверхности твердого тела и состояние диффузионного слоя рассматривает физико-химическая гидродинамика. Перенос растворителя и продуктов реакции в объеме раствора происходит за счет конвекции, а на границе с минералом — под влиянием тепловой молекулярной диффузии. В диффузионном слое, непосредственно у растворяемого кристалла, концентрация растворенного вещества прибли-жается к концентрации насыщенного раствора Снас и может быть принята ей равной. Если в толще выщелачивающего раствора концентрация растворенного вещества будет С, то скорость диффу- [c.26]

Зная распределение концентраций в электролите, можно объяснить влияние диффузионного слоя, возникающего вследствие перемешивания или естественной конвекции, на исследуемый процесс. До тех Пор пока на расстоянии б, соответствующем толщине диффузионного слоя, не наблюдалось никаких значительных изменений концентрации [Дсу(б)< Асу(О)], влияние конвекции не наблюдается. [c.234]

Теория образования двойного электрического слоя позволяет удовлетворительно объяснить известные явления электризации жидкости при ее движении относительно твердой фазы. Диффузная часть двойного электрического слоя увлекается потоком жидкости, перенося электрические заряды. При этом заряды переносятся в результате конвекции, электрической проводимости и диффузии. Однако влияние диффузионного переноса на электризацию существенно меньше первых двух видов переноса. [c.115]

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что в жидкой фазе линейный размер конвективных ячеек (глубина проникновения поверхностной конвекции) соизмерим с толщиной диффузионного пограничного слоя, а масштаб скорости ячеек соизмерим с коэффициентом массоотдачи в газовой фазе интенсивность поверхностной конвекции недостаточна, чтобы оказать заметное влияние на скорость массоотдачи. Величина Ор определена из расчета. Расчет не учитывает интенсивную гиббсовскую адсорбцию [29], наблюдаемую в растворах сильных ПАВ, и прочие поверхностные эффекты, т. е. основан на использовании величины статического, а не фактического (динамического) поверхностного натяжения. Вероятно, этим объясняется расхождение экспериментальных и теоретических критических значений чисел Марангони. [c.98]

Скорость реакции определяется лишь скоростью переноса реагирующего вещества к поверхности частицы и может быть увеличена только при изменении гидродинамического режима. Это связано с тем, что процессы обмена между газовым потоком и внешней поверхностью частиц материала определяются не только диффузией, но и конвекцией. С развитием турбулентности потока влияние конвективной составляющей растет, и диффузионный перенос преобладает лишь в сравнительно тонкой ламинарной пленке газа у поверхности частиц. Несмотря на небольшую толщину этой пленки, диффузия в пограничном слое протекает значительно медленнее конвекции вещества поэтому общая скорость переноса вещества в основном лимитируется диффузией, хотя падение концентраций может происходить и в турбулентной зоне. [c.181]

В общем случае неупорядоченная межфазная конвекция в виде эрупции или межфазной турбулентности наблюдается в обоих направлениях массопереноса, хотя для инициирования возмущений в устойчивом направлении переноса требуются более высокие концентрации. Так, нестабильность не наблюдалась при переносе уксусной кислоты из 0,15М раствора в бензоле из стационарной капли в воду (фото 6.17). Диффузионные слои, окружающие каплю, отводятся под влиянием силы тяжести. [c.238]

Последний член в выражении, полученном для теплового потока (4.47), появился из-за диссоциации в пограничном слое. Заметим, чго если Ье=1 или ае = а тогда диссоциация не будет влиять на тепловой поток к поверхности. Если Ье=1, тогда в соответствии с п. 2.6 тепло переносится к поверхности за счет диффузии со скоростью, равной скорости, с которой оно переносится за счет теплопроводности и конвекции, и нет никакой разницы в том, как происходит перенос тепла, при условии, что поверхность является каталитической для реакции рекомбинации. Если ае=Кш, пограничный слой представляет собой существенно однородную смесь атомов и молекул, так что будут отсутствовать диффузионные потоки к поверхности. Скрытое влияние диссоциации будет проявляться в первую очередь в энтальпийном потенциале /г — Лю, который мы с использованием соотношений (4.6) и (4.26) можем выразить как [c.109]

В работах [7, 8] имеются серьезные недостатки, существенно обесценивающие выводы авторов и затрудняющие использование полученных результатов. Так, обработка результатов целиком базируется на расчете процесса диффузии, поскольку стадия десорбции НС1 по существу вообще не рассматривается. Между тем, процесс диффузии рассчитывается весьма примитивно. Произвольно выбран коэффициент а в уравнении (3). Толщина диффузионного пограничного слоя вычисляется для пластины неограниченных размеров, тогда как для тонких проволок, даже в данные, полученные при поперечном обтекании цилиндров, приходится вводить поправки. Наличие свободной конвекции во внимание не принято, а в этом случае она может оказывать если не основное, то значительное влияние на процессы переноса. Во всяком случае, авторы не выяснили, с чем связано наблюдавшееся ими влияние диаметра проволоки на скорость, и не показали, как это повлияло на адекватность обработки. [c.243]

Перенос реагирующих в-в в р-ре электролита. может осуществляться по трем механизмам диффузии, миграции и конвекции. Соотв. поток в-ва от электрода или к не.му можно рассматривать как сумму диффузионной,. миграционной и конвективной составляющих. Первая обусловлена наличием градиента концентрации в-ва с в направлении х от электрода в т. наз, диффузионном слое, где концентрация изменяется от значения в объеме жидкости до значения иа пов-сти электрода за счет расходования из р-ра или образования в-ва в электрохим. р-ции. Вторая связана с миграцией ионов из-за наличия градиента электрич. потенциала oE/ox в диффузионном слое. Третья связана с переносом в-ва к электроду или от него потоком жидкости в межэлектродном пространстве. Скорость движения р-ра v уменьшается при приближении к электроду и в простейшем случае становится равной нулю на его пов-сти. Поэтому выражение для Д. т. содержит два слагаемьк-диффузионное и миграционное. При этом V оказывает влияние на Д. т., изменяя толщину диффузионного слоя, т. е. градиенты концентрации и потенциала, к-рые увеличиваются при увеличении о. [c.101]

Толщина диффузионного слоя зависит от природы реагента, состава раствора, температуры, и других факторов. В водных растворах при комнатной температуре и естественной конвекции блежит в пределах 10" -10" м. Основное влияние на толщину диффузионного слоя оказывает скорость движения жидкой фазы относительно электрода. С помощью принудительной конвекции можно уменьшить толщину диффузионного слоя на один-три порядка. При ламинарном потоке 6 ж /уГ , где и скорость движения жидкой фазы. [c.38]

Таким образом, введение в электролит нейтральных солей, например для повышения электропроводимости раствора, или увеличение концентрации ком-плексообразователя оказывает влияние на скорость массопереноса за счет изменения потока миграции к поверхности электрода. Для неразряжающихся ионов скорость миграции равна скорости диффузии, и поэтому они как бы неподвижны в электролите. Помимо миграции на скорость доставки вещества к поверхности электрода оказывает сильное влияние конвекция, которая всегда увеличивает скорость массопереноса. Даже в обычном неперемешиваемом электролите при электролизе осуществляется небольшое движение жидкости в результате изменения плотности раствора у поверхности электродов, небольшого градиента температуры в различных элементах объема, выделения газов на электродах, случайных колебаний электродов и т. д. Эти факторы трудно поддаются расчету, но могут вызывать заметное повышение тока. Любое конвективное движение жидкости в конечном счете приводит к уменьшению толщины диффузионного слоя и возрастанию скорости процесса. На практике использование того или иного вида перемешивания электролита позволяет сильно снизить диффузионные ограничения и повысить предельную плотность тока в десятки раз. Задача расчета толщины диффузионного. "к слоя для каждого конкретного случая решается с применением теории подобия. Наиболее простые и точные решения получены для вращающегося дискового элек-трода [4], вращающегося цилиндрического электрода [5] и ртутного капельного электрода [6], которые часто используют в электрохимических исследованиях. [c.17]

Все законы стационарного перенапряжения диффузии к плоской поверхности тектрода остаются справедливыми и для сферической поверхности, в особенности уравнение (2. 93). Уменьшением радиуса кривизны сферического электрода можно в значительной степени уменьшить влияние диффузии, т. е. перенапряжение диффузии. Однако, так как толщина диффузионного слоя при перемешивании электролита составляет б =5 10 см, такое уменьшение становится заметным только при радиусе кривизны г <1 10" сл4 (7-< 10 жк). Предельная плотность тока диффузии при отсутствии конвекции в электролите [ур. (2. 152)] теоретически достигается только в течение бесконечно большого времени. [c.215]

Для объяснения экспериментальных данных по гидродинамиче-скому перемешиванию был выдвинут ряд моделей зернистого слоя. Наиболее удачной оказалась дискретная ячеистая модель, которая согласуется с описанной выше гидродинамической картиной течения в слое. Первоначальным вариантом дискретной модели была модель ячеек идеального смешения [12, 16], хорошо объяснившая данные по продольному перемешиванию в потоках газа. Для описания про- дольного перемешивания в потоках жидкости, где наблюдаются более сложные зависимости эффективного коэффициента продольной диф-, фузи от скорости потока, были выдвинуты различные варианты моделей с застойными зонами. Первой моделью этого типа была модель Тернера—Ариса [17]. Согласно этой модели зернистый слой рассматривали как канал постоянного поперечного сечения, характеризующийся определенными значениями линейной скорости по- тока и коэффициента продольной диффузии, от стенок которого отходят тупиковые каналы-ответвления, где по предположению, конвекция отсутствует и перенос вещества осуществляется только путем молекулярной диффузии. В последующих работах [18] застойные явления рассматривали в рамках ячеистой модели. Метод анализа таких систем, использующий аппарат характеристических -функций, был указан в работе Каца [19]. Расчеты но различным вариантам моделей с застойными зонами позволили объяснить наблюдаемые в потоках жидкости пониженные значения числа Ре ц и наличие хвостов у функций распределения времени пребывания в слое. Недостатком этих работ является, однако, то, что физический смь л застойных зон в них не конкретизируется вследствие этого оказалось невозможным выявить непосредственную связь характеристик продольного перемешивания с параметрами зернистого слоя и провести количественное сравнение теории с экспериментом. Готтшлих [20], пытаясь придать модели Тернера—Ариса физиче- ское содержание, предположил, что роль тупиковых каналов или застойных зон играет диффузионный пограничный слой у поверхности твердых частиц. Оценка толщины диффузионного слоя, необходимой для объяснения экспериментальных данных по продоль-) ному перемешиванию, не совпала, однако, с толщиной диффузионного пограничного слоя, оцениваемой на основе измерения коэффициента массопередачи (см. раздел VI.3). Это несоответствие было отнесено автором на счет влияния распределения толщины диффузионного слоя на неравнодоступной поверхности твердых частиц. Экспериментальное исследование локальных коэффициентов массопередачи в зернистом слое показывает [7 ], что в нем имеются области, массопередача к которым резка затруднена — зоны близ точек соприкосновения твердых частиц. Расчет по модели ячеек с застойными зонами близ точек соприкосновения твердых частиц [21 ] позволил [c.220]

Хронопотенциометрические измерения проводят в таких условиях, когда заведомо /нест1>/пред. Значения ( ест ограничиваются двумя факторами а) конвекцией жидкости (в том числе естественной), которая уменьшает стационнарную толщину диффузионного слоя бет б) конечным размером электрода [уравнение (7.27) . Для уменьшения влияния первого фактора снижают естественную конвекцию (исключают вибрацию ячейки, термостатируют раствор и т. д) за счет этого можно увеличить /нест примерно до 200—300 секунд. Чтобы второй фактор не снизил это значение, по уравнению (7.27) размер электрода должен быть не меньше 10 м. В то же время для ограничения значения / ред, например, до 60 с, согласно уравнению (7.9) необходимо, чтобы /су,/>0,5 (А-м)/моль тогда при концентрации 0,1 М нужно использовать плотность тока (фарадеевского) не меньше 50 А/м . Практически измерения проводят при значениях / ред от 1 до 60 с. [c.142]

Абсорбционный массообмен в системе газ — жидкость широко освещен в литературе [37—42]. Э. Штербачек и П. Та ск [40] указывают, что на процесс растворения газа в жидкости оказывают влияние величина поверхности контакта фаз, температура продолжительность соприкосновения, величина движущей силы и толпщна диффузионного слоя в газовой и жидкой фазах. Особенно подчеркивается влияние гидродинамической обстановки, в которой протекает процесс массообмена. На практике, пожалуй, наиболее часто применяемым способом воздействия на гидродинамическую обстановку служит перемешивание, осуществляемое путем принудительной конвекции. [c.13]

Внешняя массо- и теплопередача. Помимо процессов диффузии и теплопередачи внутри пористой частицы, существенное влияние на макроскопическую скорость каталитической реакции может оказывать массо- и теплообмен между внешней поверхностью частицы и омывающим ее потоком. Гетерогенно-каталитический процесс всегда проводится в условиях интенсивного движения реагирующей смеси при этом в основной части ( ядре ) потока молекулярная диффузия играет пренебрежимо малую роль по сравнению с конвекцией, благодаря которой происходит выравнивание состава и температуры смеси. Y твердой поверхности скорость потока обращается, однако, в нуль поэтому вблизи поверхности Ейзренос вещества будет определяться молекулярной диффузией реагентов. В первых работах по диффузионной кинетике гетерогенных реакций, принадлежащих Нернсту [11 ], принималось, что вблизи поверхности существует слой неподвижной жидкости толщиной б и диффузия через этот слой ли- [c.102]

Отличительной особенностью диффузии в жидкостях является влияние изменения концентрации в процессе эксперимента на физические свойства иолучае.мо-го раствора плотность, электропроводность, вязкость и т. д. Изменение плотности раствора в результате диффузии способствует появлению конвективных перемещений слоев раствора, пренебрежение которыми может привести к существенным ошибкам в измерении )дз. Возможность появления конвекции за счет разности концентраций, а также за счет термических или механических воздействий в период эксперимента нашло отражение в конструкции диффузионных ячеек, способных значительно снизить влияние этого явления на диффузионный процесс. Наиболее полное описание экспериментальных методов изучения диффузии в жидкостях можно найти в [31], и, тем не менее, несмотря на то, что с момента ее выхода в свет прошло более 40 лет, описанные в ней методы являются основными в данное время, и не только для растворов электролитов. [c.837]