Массопередача через газовую фазу к поверхности

ВЛИЯНИЕ МАССОПЕРЕДАЧИ ЧЕРЕЗ ГАЗОВУЮ ФАЗУ К ПОВЕРХНОСТИ [c.403]

Скорость массопередачи через поверхность раздела твердой и газовой фаз (поверхность испарения Р) с учетом неразрывности потока массы выразится следующим образом [c.23]

В период постоянной скорости сушки испарение влаги из материала происходит так же, как и со свободной поверхности жидкости. За счет движущей силы, представляющей собой разность концентраций (или разность парциальных давлений пара) у поверхности материала и в окружающей среде, влага в виде пара диффундирует через пограничный слой сушильного агента у поверхности материала. Пар у поверхности материала является насыщенным, температура его равна температуре мокрого термометра. Сопротивление массопроводности внутри материала существенно не влияет на процесс сушки, скорость которой полностью определяется диффузией во внешней области. Поэтому коэффициент массопередачи в газовой фазе равен коэффициенту массоотдачи [c.26]

Сущность организации сушки в кипящем слое заключается в том, что при прохождении через слой зернистого материала восходящего газового потока при некоторой скорости последнего частицы высушиваемого материала под действием гидродинамических сил становятся легкоподвижными. Это характеризуется снятием внешнедиффузионных торможений, высокими коэффициентами тепло- и массопередачи между твердой фазой и сушильным агентом-теплоносителем, независимостью гидравлического сопротивления слоя от скорости газового потока. Активная поверхность высушиваемого материала в условиях кипящего слоя становится равной сумме геометрических поверхностей всех частиц. [c.238]

Опытные данные показывают, что при растворении газов в жидких металлах и при их дегазации соответствующие химические реакции происходят быстрее, чем массопередача. Поэтому на границе фаз устанавливается равновесие, и скорость процесса определяется массопередачей через два пограничных слоя. Один из них лежит в газовой фазе, а другой в металлической (рис. ХП.З.). При стационарном течении процесса количество вещества dn, перенесенного через единицу поверхности раздела фаз S, за единицу времени выражается уравнением [c.260]

Концентрацию воды у поверхности нефтепродукта принимают равновесной. Удаление воды из нефтепродуктов интенсифицируется с увеличением площади контакта газовой фазы с жидкой, разности концентраций воды в них, коэффициента массопередачи. Площадь контакта может быть увеличена барботированием газа через жидкую среду, разность концентраций — созданием вакуума и понижением температуры. Поверхность контактирования при барботажной продувке газа [c.287]

Массопередача в газовой хроматографии происходит путем диффузии 1) через газовый поток к пористым частицам носителя или адсорбента, 2) затем в неподвижном газе, который заполняет эти частицы, и наконец, 3) в жидкой фазе или путем адсорбции—десорбции на поверхности раздела газ — твердое тело. Как показано ниже, первостепенное значение имеет вклад диффузии в газовой фазе в кинетику массопередачи и, следовательно, в размывание зоны. Молекулярная диффузия играет главную роль как в радиальном, так и в осевом направлениях колонки. Во всех этих случаях основным параметром, который определяет кинетику, служит коэффициент диффузии. [c.119]

Установим связь между степенью извлечения на тарелке и величинами коэффициента массопередачи Ку и поверхности контакта фаз на реальной тарелке. Для этого вновь используем запись элементарного количества передаваемого компонента ёМ через бесконечно малую поверхность контакта фаз df на тарелке, согласно уравнению массопередачи и соотношению материально-го баланса, включающего в себя элементарное уменьшение концентрации компонента ( У в газовой фазе (см. уравнение (5.44)). [c.382]

Спекание идет при нагревании смесей твердых кристаллических веществ ниже температуры их плавления. Механизм и кинетика процессов спекания очень сложны, так как химическое взаимодействие в смеси твердых веществ, зависящее от ее состава, отличается от химических реакций в жидкой и газовой фазах и имеет ряд особенностей. Взаимодействие, протекающее на поверхности раздела сосуществующих фаз, гетерогенно, зависит от пространственного расположения масс реагирующих компонентов и связано с возникновением новых фаз. Для осуществления химической реакции необходима массопередача — частицы реагентов должны перемещаться в зоне взаимодействия через разделяющие среды (внешняя диффузия) и внутри зерен (внутренняя диффузия). При этом возможны два не исключающих друг друга случая. [c.432]

До последнего времени процесс абсорбции объяснялся только с точки зрения пленочной теории, по которой предполагается наличие на поверхности раздела фаз двух пленок — газообразной и жидкой. Образующийся пограничный слой создает основное сопротивление прохождению газа из газовой смеси в жидкую фазу. Процесс абсорбции сводится, таким образом, к диффузии газа через газовую пленку, образованию раствора и диффузии раствора через жидкостную пленку. Однако при значительных скоростях протекания жидкости и газа массообмен обусловливается в основном не молекулярной диффузией через пленки, которая, конечно, имеет место, а конвективной диффузией. Подобное представление о характере процесса абсорбции позволяет исходить из общих уравнений массопередачи, что несколько упрощает расчет. [c.370]

Карбонизацию обратного рассола с помощью дымовых газов (около 7—9% СО2) или топочных газов печей плавки каустической соды (2—4% СО2) предпочтительно проводить в аппаратах пенного типа (рис. 10-10). Высокопроизводительный пенный аппарат даже при небольшой концентрации СО2 в газе имеет относительно небольшие габариты. В пенном аппарате газ взаимодействует с жидкостью в слое подвижной пены, образующейся при продувании газа через слой жидкости со скоростью более 0,5—0,7 м/с в сечении аппарата. Жидкость, пронизанная струями и пузырьками газа, превращается в пену,, в которой создается непрерывно обновляющаяся нестационарная поверхность контакта газа с жидкостью. Процессы тепло-и массопередачи в такой пене протекают чрезвычайно интенсивно, что позволяет даже при малых концентрациях реагирующих веществ в жидкой и газовой фазах достигать достаточной полноты абсорбции. Разработаны [291] методы расчета пенных аппаратов для карбонизации обратного рассола разбавленным диоксидом углерода. [c.201]

Если кинетическое уравнение (основная формула скорости) процесса известно, то для количественной оценки интенсивности работы реакторов и для технологического расчета производственных процессов лучше пользоваться константой скорости процесса к, которая в гетерогенных процессах называется коэффициентом массопередачи. Коэффициент массопередачи измеряется обычно в килограммах вещества, перешедшего из одной фазы в другую через 1 м поверхности раздела реагирующих фаз за 1 ч при разности действительной и равновесной концентраций, равной 0,1 МПа (1 атм 0,1 МПа) (или 1 кг на 1 м газовой или жидкой фаз). Следовательно, размерность к кг/(м ч Па) или кг-м /(м ч кг) = м/ч. Константа скорости процесса не зависит от времени т и концентрации реагирующих веществ С, а является лишь функцией температуры Т. [c.52]

Согласно уравнению (1,9), расчет массопередачи можно вести и по твердой, и по газовой фазе. В первом случае необходимо знать изменение состояния среды в твердой фазе внутри тела и на его поверхности (т. е. на границе раздела фаз), во втором— изменение состояния паро-газовой среды на поверхности тела и в ядре потока. В уравнении (1,9) движущая сила по газовой фазе выражена через объемные концентрации пара на поверхности тела и в окружающей среде она может быть выражена также через парциальные давления пара р или через абсолютные влажности газа X. [c.24]

В последнее время была развита теория газо-адсорбцион-нои хроматографии, в которой одновременно учитываются продольная диффузия в газовой фазе, радиальная диффузия внутрь поры частицы, конечная скорость массопередачи через границу раздела, а также адсорбция на внутренней поверхности поры зерна [14—17]. Эти работы основаны на применении метода моментов, который часто используется в математической статистике. В случае линейной изотермы ад- [c.137]

Осн. работы посвящены методам разделения смесей — газовой абсорбции, жидкостной экстракции и выпариванию. Осуществил (конец 1930-х) классические расчеты процессов массопередачи и захлебывания в абсорбционных башнях с насадкой. Изучил механизм массопередачи между двумя фазами. Провел одно из первых исследований вихревой диффузии в турбулентных газовых потоках, создал безнасадочные аппараты для изучения массопередачи в пограничных слоях (как для систем, в которых протекает хим, р-ция, так и для систем без нее). Экспериментально исследовал массо-передачу между поверхностью и сверхзвуковым потоком газа, а также процессы сублимации при очень низких давлениях. Создал основы для применения теории массопередачи в различных обл, хим, технологии, включая абсорбционное охлаждение. Участвовал в создании первых кондиционеров для охлаждения воздуха. Разработал пром. каталитические процессы, в которых реагенты диффундируют через пористые гранулы катализатора, находящегося в неподвижном слое, [c.502]

Аэробное культивирование в колбах должно происходить при постоянном их встряхивании для того, чтобы облегчить массопередачу кислорода (а также других газов и питательных компонентов) на двух уровнях из газовой фазы через поверхность раздела газ —жидкость в жидкую фазу, а также из жидкой фазы через поверхность раздела жидкость — клеточная поверхность внутрь клеток. На способность системы культивирования в колбах удовлетворить потребность бактерий в кислороде влияют два основных фактора газообмен через пробку колбы и площадь поверхности жидкости, доступная для транспорта кислорода из газовой фазы. [c.383]

Аммиак, например, можно выделить из смеси с воздухом, пропуская газ снизу вверх по абсорбционной колонне. Вода подается в верхнюю часть колонны и стекает вниз навстречу восходящему потоку газа, причем поверхность контакта фаз достаточно велика. В любой точке ио высоте колонны концентрация аммиака в газовой фазе выше концентрации, равновесной с водной фазой. В результате аммиак переходит из газа к поверхности воды, поглощается ею и уходит с поверхности в глубь водной фазы. Высота колонны в значительной степени определяется скоростью массопередачи аммиака из одной фазы в другую, выражаемой через разности концентраций и коэффициенты массоотдачи. [c.444]

При массообмене между жидкостью и газом через поверхность раздела фаз общее сопротивление массопередаче складывается из сопротивления массопередаче в газовой и жидкой фазах изменение рабочих и равновесных концентраций представлено на рис. 14. [c.43]

При расчете массопередачи использовать эффективные коэффициенты диффузии не представляется возможным, так как диффузия компонентов в многокомпонентных газовой и жидкой смесях через поверхность раздела фаз в условиях сложной гидродинамической обстановки сопровождается сложным влиянием компонентов друг на друга, обусловленным так называемыми кинетическими и термодинамическими эффектами взаимодействия, которые невозможно учесть только эффективными коэффициентами диффузии. Более подробно влияние этих эффектов на массопередачу освещено в гл. 5. [c.56]

Кинетика процессов абсорбции рассматривалась ранее в виде общей теории массообменных процессов. Для насадочных абсорберов (рис. 5.22) с непрерывным контактом фаз величины необходимой поверхности массопередачи или общее число единиц переноса для процессов абсорбции определяются по уравнениям (5.42) и (5.49) средняя по массообменной поверхности движущая сила процесса при линейной равновесной зависимости вычисляется по уравнению (5.52) коэффициент массопередачи находят через величины коэффициентов массоотдачи в газовой и в жидкой фазах, согласно формуле (5.36) и т. п. [c.393]

Поскольку абсорбция—процесс гетерогенный, степень поглощения окислов азота зависит от поверхности контакта между газом и кислотой. На скорость процесса абсорбции окислов азота ep oй кислотой оказывают влияние оба пограничных диффузионных сопротивления. Массопередачу через газовую фазу можно интенсиф щировать пов 1шением линейной скорости газа, массопередачу через жидкую фазу—увеличением плотности орошения башни. Большое влияние на протекание процесса абсорбции оказывает хорошее, полное смачивание насадки башен и равно-мерноэ распределение орошающей жидкости по сечению башни. [c.122]

Рассматриваемые исходные вещества до их адсорбции и продукты реакции до их десорбции должны транспортироваться к поверхности катализатора или от нее через газовую фазу. Скорость, с которой происходят эти процессы, зависит от температуры, давления и скорости течения газа относительно поверхности. При нетурбулентном течении газа скорость массопередачи может быть относительно низкой и может действительно задерживать развитие реакции. В промышленных реакторах следует избегать такого положения, так как при давлениях, равных или выше атмосферного, самым медленным процессом часто является молекулярная диффузия. Когда реакция происходит в проточной системе, скорость газа обычно достаточно велика, чтобы массопередача происходила по механизму турбулентной диффузии. В таких условиях общая скорость реакции обычно не зависит от скорости массопередачи. Если N — скорость массопередачи на единицу поверхности ж кв — коэффициент массопередачи, то N может быть выражена через движущую силу, вызывающую массонередачу. Движущая сила будет представлять собой разность парциальных давлений в газовой фазе и слое у поверхности раздела газ — твердое тело. Таким образом, [c.403]

Здесь А — концентрация растворенного газа у поверхности раздела между жидкостью и газом, соответствующая условиям равновесия с парциальным давлением газа в газовой фазе. Пока будем считать, что парциальное давление газа одинаково во всех точках рассматриваемого элемента пространства. Влияние на это парциальное давление других газов, обладающих низкой растворимостью, будет рассмотрено в разделеУ-13. Символом а обозначена поверхность контакта между газом и жидкостью, заключенная в единице объема системы, — коэффициент физической массоотдачи в жидкой фазе. Величина Н представляет собой среднюю скорость переноса газа через единицу поверхности действительная же скорость массопередачи может меняться как от точки к точке, так и со временем. Значение Л соответствует средней концентрации растворенного газа в массе жидкости. [c.99]

Разные модели абсорбции. Кроме рассмотренных выше, были предложены и другие модели абсорбции. По кинетической модели Миямото [33] передача вещества происходит в результате проникновения молекул из газовой фазы в жидкую и одновременного обратного выделения их из жидкости в газ. Последний поглощается жидкостью, если число молекул, переходящих из газа в жидкость, больше числа молекул, выделяющихся из нее. Кинетическая модель не учитывает влияния на массопередачу гидродинамических условий и поэтому недостаточна для анализа передачи массы. В настоящее время кинетическая модель используется при анализе переноса вещества через поверхность раздела фаз (стр. 124). Ваковский [34] применил кинетическую модель с учетом скорости среды для анализа массоотдачи в газовой фазе. [c.108]

Если зависимость У1=Р Х ) достаточно проста, т. е. представляет собой прямую линию (не обязательно проходящую через начало координат), то скорость массопередачи пропорциональна разности между рабочей кон-центрадией в данной фазе и такой концентрацией в той же фазе, которая будет находиться в равновесии с содержанием этого компонента в другой фазе. Для газовой фазы эта разность равняется у — у, а для жидкой X — л . В этом случае нет необходимости определять состав фаз на поверхности раздела. Это положение подтверждается следующей зависимостью [c.402]

В общем виде уравнение массопередачи (31) аналогично общему уравнению теплопередачи вида Q = кРАТ, где к - коэффициент теплопередачи, ВтДм -К) - поверхность теплопередачи, м ДТ-средняя разность температур между потоками, К. Коэффициент массопередачи подобно коэффициенту теплопередачи является сложной функцией свойств веществ, гидродинамических условий при массообмене и т. д. Подобно тому как коэффициент теплопередачи выражается через частные коэффициенты теплоотдачи, величины Ку и Кх могут быть выражены через частные коэффициенты массопередачи в жидкой и газовой фазах. [c.35]

Для количественной оценки интенсивности работы различных аппаратов и для технологического расчета производственных процессов лучше пользоваться константой скорости процесса к, которая в гетерогенных процессах называется коэффициентом массопередачи. Коэ( ициент массопередачи измеряется обычно в килограммах вещества, перешедшего из одной фазы в другую через 1 м поверхности раздела реагирующих фаз за время 1 ч при разности действительной и равновесной концентраций, равной 1 атм (или 1 кг на 1 газовой или жидкой фаз). Следовательно, размерность к кг1м -ч-атм или кг/м -ч-кг/м = м/ч. Кон- [c.55]

Шульц и Джейдн [1411 исследовали массопередачу между газо.м и жидкостью на границе раздела фаз без барботирования газа через жидкость. Испытания производили в специальном аппарате с двумя мешалками, причем одна мешалка была помещена а жидкости, а другая—на собственном валу с независимым приводом—в газовой фазе (близко к поверхности ясидкости). Этим способом можно было менять независимо интенсивность перемешивания в жидкости и в газовой фазе. Газ подводили в аппарат над уровнем жидкости. Для определения скорости абсорбции применяли окисление сульфита натрия кислородом воздуха. [c.214]

Непрерывная культура А. eutrophus имеет две специфические особенности. Во-первых, штаммы этого вида не выделяют в среду тормозящие их рост продукты, т. е. кр = О, и, во-вторых, лимитирующие рост компоненты, как правило, поступают из газовой фазы, и, следовательно, на весь процесс влияет массопередача через поверхность раздела газ — жидкость. Таким образом, систему уравнения для водородокисляющих бактерий MOHUIO представить в виде [c.50]

Примером первых реакций может служить жидкофазная гидрогенизация топлив со взвешенным катализатором. Газовый компонент, вступающий в реакцию, здесь должен продиффундировать к контакту через слой жидкости. Массопередача его в этих условиях пропорциональна времени, коэфициенту диффузии, поверхности раздела фаз и давлению и обратна проходимому газом пути. Отсюда можно заключить, что, если скорость диффузии газа будет невелика по сравнению со скоростью поверхностной реакции, результирующий эффект процесса должен определяться скоростью подвода газа к катализатору [193, 194, 194а, 195, 196, 197], т. е. в конечном итоге будет пропорционален поверхности раздела фаз между газом и жидкостью. Это положение сохраняет силу до тех пор, пока не будет достигнуто равенство скоростей подвода газового компонента и потребления его при нормальной интенсивности реакции на катализаторе в существующих оперативных условиях. Дальнейщее повышение скорости поступления газа путем дополнительного увеличения поверхности раздела фаз прежнего эффекта давать не будет и общие закономерности будут определяться истинной кинетикой на активной поверхности [193]. [c.141]