Диффузионные эффекты

На этапе макрокинетических исследований решают следующие задачи 1) выбор типа опытного реактора, осуществляемый в соответствии с данными об организации процесса 2) определение модели гидродинамики процесса на основе данных о структуре потоков 3) анализ диффузионных эффектов, процессов массо- и теплопереноса в аппарате и оценка соответствующих тепловых и диффузионных параметров 4) синтез статической математической модели и процесса, установление ее адекватности 5) статическая оптимизация 6) синтез динамической модели процесса и установление ее адекватности анализ параметрической чувствительности 7) анализ устойчивости теплового режима процесса 8) динамическая оптимизация. [c.29]

Последующие уровни иерархии процессов в биореакторе связаны с разработкой элементов общей математической модели на макроуровне функционирования. Адекватность этих элементов и значения необходимых констант оцениваются на опытных или опытно-промышленных установках. В этих исследованиях изучают влн.яние на биохимический процесс условий организации потоков ввода сырья, условий аэрирования, влияние тепловых и диффузионных эффектов. [c.110]

На следующем этапе — при макрокинетических исследованиях химико-технологических процессов на опытных, или пилотных, установках — изучают влияние на химическую кинетику таких факторов, которые проявляются при производственной реализации химического процесса, а именно условий организации потоков реагентов и их перемешивания (учет типа предполагаемого промышленного аппарата), влияния тепловых и диффузионных эффектов в аппаратах и др. [c.29]

Выводы, сделанные на основе квазистационарного приближения, свидетельствуют о сложном характере эволюции механизма эмульсионной полимеризации в ходе процесса. Для окончательного суждения об этом необходимо численное решение уравнений полной кинетической модели процесса с учетом диффузионных эффектов. [c.153]

Интересно отметить, что при формулировке уравнений модели не учитывались какие-либо особые, например, адсорбционные свойства поверхностного слоя. Эти количественные выводы полностью находятся в соответствии с качественным анализом областей протекания реакции при рассмотрении диффузионных эффектов. [c.158]

Отметить аналогию с уравнениями для потока тепла от ребристой поверхности. Х1У-2. В условиях, когда для частиц наименьших размеров, составляющих смешанный слой катализатора, проявляются сильные диффузионные эффекты, показать, что средняя характеристическая длин I может быть применена для нахождения степени использования внутренней поверхности е слоя. Выразить Ь через количества частиц различных размеров. [c.450]

Кажущийся порядок реакции падает от единицу до нуля с увеличением покрытия поверхности [(а а, Ру] По-видимому, порядок реакции, близкий к единице, получается также из-за наличия диффузионных эффектов. [c.52]

Данные по энергии активации ие могут быть применены в качестве критерия при решении вопроса о том, свободны ли результаты данного исследования от влияния диффузии. Часто считают, что наблюдаемая высокая энергия активации (например, 10 ккал моль) является гарантией отсутствия диффузионного торможения, т. е. предполагается, что наличие значительных диффузионных эффектов должно приводить к значениям кажущейся энергии активации, колеблющимся в интервале от 1 до [c.326]

Исходя из вышеизложенного, можно уточнить понятие параметра порядка для нефтяной дисперсной системы. Очевидно, что он должен представлять комбинацию нескольких внутренних переменных системы, например плотности, вязкости, коэффициента поглощения или рассеяния излучения когерентных источников света или звука и связанных с этим диффузионных эффектов в инфраструктуре системы и т.н. [c.181]

Крутой в начале опыта фронт концентраций компонента 1 в процессе движения по колонке растягивается вследствие кинетического запаздывания фронта, образующегося в неподвижной фазе. Далее как в неподвижной, так и в газовой фазе происходит расширение фронта из-за диффузии. Эти диффузионные эффекты в равной степени действуют на обоих фронтах и перекрывают друг друга. Вследствие того что в хроматографических колонках имеются чрезвычайно сложные условия диффузии, все диффузионные эффекты характеризуются общим эффективным коэффициентом диффузии ОеЦ. [c.424]

Для определения концентрации горючих газов используется также и диффузионный эффект. Измерение диффузионного эффекта основано иа способности газов диффундировать через пористые перегородки с различной скоростью. Так, легкие газы — метан, водород—диффундируют со значительно большей скоростью, чем азот и кислород. Поэтому этот метод применяется для отделения метана и водорода от воздуха. Измеряя давление при диффузии, можно определить концентрацию легких горючих газон в воздухе. [c.10]

Ван Деемтер [Л. 141] рассмотрел связь между разделительной способностью колонки и диффузионными эффектами и предложил следующее уравнение [c.98]

Отличие от системы (14.61), (14.62) состоит в том, что в данном случае учтены диффузионные эффекты. Для простоты мы рассматриваем одномерную систему с периодическими пространственными граничными условиями. У этой системы существует независимое от времени пространственно-однородное решение (14.64), отвечающее термодинамической ветви. [c.227]

Следуя принятой схеме, рассмотрим вначале модель динамики неравновесной изотермической адсорбции при пренебрежимо малом влиянии продольно-диффузионных эффектов, а затем укажем способы их учета. [c.224]

Широко применяемый для изучения биополимеров метод гель-электрофореза основан на различной подвижности макромолекул и их фрагментов в электрическом поле. Для разделения и исследования белков гель-электрофорез производится с додецилсульфатом натрия (ДСП), который связывается с молекулой белка, вызывая ее денатурацию. Подвижность молекулы в геле, на который наложено электрическое поле, зависит не только от заряда, но и от размеров молекулы (диффузионный эффект). [c.33]

Увеличение эффективного коэффициента распределения по сравнению с равновесным при ko< 1 происходит также за счет адсорбции. При сильной адсорбции примесь захороняется нарастающими слоями, не успев десорбироваться. Чем больше скорость роста и чем выше энергия адсорбции примеси, тем выше вероятность захвата адсорбированных частиц кристаллом. В отличие от описанных выше диффузионных эффектов сильная адсорбция может приводить к эф>1 и при ко<. В практике выращивания монокристаллов из низкотемпературных растворов такие случаи довольно часты. Поскольку ко бывает больше 1 только для изоморфной примеси, а эффективно влияет на рост адсорбционно-активная неизоморфная примесь, то описанные случаи легко распознаются при очистке веществ путем перекристаллизации ( 4.1), когда обнаруживается, что прямая перекристаллизация не очищает, а загрязняет вещество (загрязнение вещества устанавливается по [c.56]

Перенос вещества, являющийся следствием продольного движения потока и радиального перемещения молекул, создает диффузионный эффект. По Эйнштейну, среднее квадратичное отклонение [c.182]

В гл. III и IV, представляющих наиболее ценную часть книги, автор развивает указанный подход применительно к различным гетерогенно-каталитическим реакциям. Рассмотрены реакции различных типов. Влияние диффузионных эффектов анализируется совместно с такими важными характеристиками, как температурный градиент в грануле катализатора, изменение объема в ходе реакции. Предсказания теории во всех случаях сопоставляются с обширным экспериментальным материалом. [c.8]

Мы будем пользоваться термином истинная кинетика для характеристики кинетики реакции в отсутствие диффузионных эффектов и терминами кажущаяся или эффективная кинетика для характеристики реального течения реакции. Если различия между истинной и кажущейся кинетикой значительны, то часто пользуются терминами ограничения со стороны массообмена или диффузионные ограничения . Эти терминологические неточности дают почву для неправильного истолкования. Диффузия приводит к рассеиванию химического потенциала, и значительное влияние ее на ход реакции может наблюдаться при разности потенциалов между объемом и активной поверхностью, составляющей всего несколько процентов от общего уменьшения потенциала. [c.18]

Характеристики отдельных расщепляющих катализаторов (И стадия) приведены в табл. 2.25. С целью снижения диффузионных эффектов большинство катализаторов выпускается в виде экструдатов или мелкосферическими с размером частиц 1—2 мм. [c.152]

Теорию Темкина и Пыжева анализировал Хьюбер утверждавший, что уравнение Темкина и Пыжева относится к некоторому участку на поверхности катализатора и является функцией концентраций аммиака, водорода и азота на этом участке. Указанные концентрации изменяются не только вследствие образования и разложения аммиака, но также вследствие диффузии, выравнивающей концентрацию в окрестности данного участка, на что, в частности, обращал внимание сам Темкин. При использовании уравнения Темкина и Пыжева считается, что концентрация в порах зерен и в потоке газа примерно одинакова. Диффузионные эффекты, наблюдающиеся при более крупных зернах катализатора, учитываются при помощи поправочных коэффициентов. В уравнении Темкина фигурируют эмпирические величины, а именно показатель степени а и константы скорости реакции ki и кг- Величину а = 0,5, часто используемую при расчетах, Темкин считает достаточно надежной, хотя по опытным данным величина а меняется от 0,4 до 0,6. [c.315]

При одновременном протекании в пористом зерне катализатора тшических реакций и процессов массо- и теплопереноса в нем возникают градиенты температур и концентраций, т. е. концентрации реагентов и температура смеси изменяются по глубине зерна и отличаются от их значений на поверхности. Скорость же превращения в аппарате обычно определяют при значениях переменных на поверхности катализатора. А для учета внутри-диффузионных эффектов вводится вспомогательная функция т], которая носит название фактора эффективности, или степени использования внутренней поверхности зерна катализатора, и определяется отношением [c.158]

Прежде чем перейти к рассмотрению последних экспериментальных работ, полезно остановиться на некоторых теоретических моделях, предложенных для описания диффузии в псевдоожиженных слоях. Две такие модели уже упоминались. Перемешивание твердых частиц по одной из них объяснялось наличием восходящего потока твердых частиц, обусловленного подъемом пузырей а по другой — диффузионным эффектом безотносительно к его природе. Эти модели в некоторой мере объясняют результаты опытов по перемешиванию твердых частиц, полученные Джил-лилендом с сотр. Необходимо отметить, что модели, основанные на прямотоке газа в непрерывной и дискретной фазах, не могут объяснить экспернментально установленного обратного перемешивания, если онн игнорируют продольное перемешивание в одной или обеих фазах. [c.266]

Оценка влияния диффузионных эффектов в эмульсионной полимеризации. Обычно математическое описание кинетики процесса эмульсионной полимеризации сводят либо к детерминированной кинетической модели [15—22], либо к модели, основанной на вероятностных представлениях [23—281. В основе этих подходов лежит допущение о том, что скорость постзшления мономера к по-лимер-мономерным частицам превосходит скорость полимеризации в последних, т. е. процесс протекает в кинетической области. Экспериментальной и теоретической проверке этого положения в эмульсионной полимеризации уделялось сравнительно мало внимания. Влияние диффузии на скорость полимеризации может быть значительным, когда скорость полимеризации в частицах превосходит скорость поступления мономера к нолимер-моно-мерным частицам (внешнедиффузионная область) и скорость диффузии мономера и радикалов внутри частицы (внутридиффузион-ная область). Одними из немногих работ, где делается попытка получить качественные и количественные оценки диффузионных явлений в эмульсионной полимеризации, являются работы [29, 30]. Автор работы [30] получает скорость максимального диффузионного потока к поверхности частицы в виде [c.146]

При рассмотрении результатов исследований с интегральным реактором в каждом случае обнаруживается один или несколько источников неточностей, которые заставляют сомневаться в правильности сделанных выводов о кинетике реакции. Тремя осноз-ными источниками неточности являются 1) применеиие метода, не обладающего достаточной чувствительностью для установления истипного кинетического уравнения процесса, 2) наличие диффузионных эффектов, изменяющих кинетику, и 3) присутствие в пр[1менявшемся кумоле сильных ингибиторов реакции крекинга. [c.317]

СКОРОСТИ РЕАКЦИИ, ВЫШЕ КОТОРЫХ ДИФФУЗИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ НАЧИНАЮТ ОКАЗЬШАТЬ ВЛИЯНИЕ ИА КИНЕТИКУ ПРИ ЗЕРНАХ КАТАЛИЗАТОРА РЛЗЛИЧНОГ О РАДИУСА [c.323]

Проанализируем характеристики реакции, протекающей во внутридиффузионной области. Если ф значительно меньше единицы (ф5<1/3), то для реакций нулевого, первого и второго порядков диффузионные эффекты относительно несущественны и, следовательно, скорости реакции внутри пор определяются лишь значениями истинной константы скорости ку (внутрикинетиче-ская область скоростей для этой области концентрации реагента в пористой грануле С и на ее внешней поверхности s близки и т) 1). При Г)-> 3/ф5 (или 1/ф ) (внутридиффузионная область) значение т) всегда меньше 0,1. Тогда подстановка в уравнение наблюдаемой скорости реакции (отнесенной к единице объема гранулы) выражения модуля Тиле (17) дает [c.89]

Микрокинетические исследования позволяют определить маршруты реакций и выбрать наиболее достоверный и.з них, а также рассчитать порядок и константы скоростей реакций. Эти исследования проводят в лаборатории таким образом, чтобы изучить кинетику химической реакции в чистом виде , без влияния условий перемешивания реагентов, тепловых и диффузионных эффектов и дифференциальных, проточно-интегральных или циркуляционных реакторах. При постановке лабораторных микрокинетических исследований опыты осуществляют с использованием современных научных методов экспериментирования — направленного многофакторного эксперимента, при котором одновременно изменяют несколько наиболее существенных параметров и целенаправленно обеспечивают выход процесса в оптимальны11 режим . При проведении микрокинетических исследований обязательно применяют ЭВМ, на которой быстро просматривают все возможные решения кинетических уравнений и выбирают наиболее достоверный маршрут химической реакции при разных температурных условиях. Использование научного метода направленного многофакторного эксперимента ЭВМ резко сокращает число необходимых опытов и позволяет определить оптимальные условия течения химической реакции. В связи с этим обязательной составной частью оборудования химической лаборатории должна быть ЭВ1 [ (на рис. УН-18 аналоговая машина). - [c.483]

Следует отметить, что пренебречь в данном случае термодиф- фузионным эффектом можно лишь потому, что его удельная движущая сила мала по сравнению с удельной движущей силой диффузионного эффекта. Обычно считают, что малое влияние термодиффузионного эффекта связано с отсутствием заметного градиента температуры. Такое объяснение, правомерное для процессов массопередачи, протекающих в изотермических или близким к ним условиях, находится в противоречии с сущностью процесса ректификации, предполагающего при Р = onst непременное наличие градиента температуры. Эта особенность процесса ректификации хорошо иллюстрируется уравнением (131), из которого следует, что поток массы в процессе ректификации пропорционален grad Г и возможен лишь при gradr= 0. [c.74]

Описанная только что модель сталкивается с несколькими трудностями, включая вывод [332] о том, что в высокопрочных материалах в условиях особого напряженного состояния в вершине трещины пластическое течение не является необходимым. Кроме того, полностью игнорируются диффузионные эффекты. Согласно данным современной механики разрушения [320, такие ффекты могут быть важны, поскольку максимальные напряже-пя возникают очень близко от вершины трещины (рис. 51). предпринимавшуюся попытку провести критические эксперн-1енты [333], подтверждающие эту модель, следует, по-видимому, признать безуспешной [310]. С помощью приведенной модели трудно объяснить случаи прерывистого растрескивания [318], а также роль металлургических факторов (за исключением их влияния на локальные растворимости). Чувствуется, таким образом, что эта модель, в принципе корректная и привлекающая своей простотой,— в существующем виде несовершенна. Процессы, которые она пытается объяснять и использовать, а именно ослабление межатомных связей водородом, вполне могут лежать в основе многих или даже большинства явлений водородного охрупчивания, однако сама но себе модель пока неудовлетворительна. Возможно, дальнейшие исследования поставят ее на прочное [c.136]

Измерение плотности газа Измерение диффузионного эффекта Определение адсорбции или десорбции анализируемого компонента газовой омеси Измерение поглощения инфракрасных лучей, применение ультрафиолетовых лучей (интврферо-метрические иамерения), измерение поглощения света, спектральные измерения [c.10]

Благодаря броуновскому движению частицы отклоняются от линии тока, а это увеличивает вероятность их соприкосновения с волокном, резко возрастающую с уменьшением размера частиц Дтя часгиц диаметром менее 0,2 мк диффузионный эффект пре-обтадает и более чем компенсирует уменьшение эффекта зацепле ния Увеличение скорости течения уменьшает время прохождения аэрозоля через фильтр, а тем самым и диффузионный эффект, однако при этом возрастает инерционное осаждение частиц [c.206]

Рекомендуется применять дозатор с простой н плавной конфигурацией каналов, поскольку в нем не происходит задержки части пробы Испо №Зование дозаторов с усложненной конфигурацией каналов чаете приводит к появлению у пнков больших хвостов из-за диффузионных эффектов н э ектов смешения, особенно если скорости потока меньше 100 мкл/мни Дозатор простой конструкцин с плавной конфигурацией каналов описан, например в работе [35] (см также рнс 2-6 [36]) [c.28]

Майерс [254] изучал реакцию С02-]-С 2С0 при атмосферном давлении на цилиндре из графита, исключая диффузионный эффект торможення реакции путем увеличения скорости дутья. 14м были получены разные значения энергии активации — в пределах температур 850 — 950° С — = 32 360 кал/моль и в пределах температур 9501300° 7i = 38 700 кал/моль. Майерс предполагает, что при <950°С реакция восстановления углекислоты идет через образование поверхностного комплекса и его разлон ение, но при высоких температурах распад комплекса идет настолько быстро, что не лимитирует скорость реакции, которая при атмосферном давлении в сотни раз больше, чем обнаруженная иа основании опытов по вакуумной методике. Это различие Майерс объясняет реагирование.м в порах [254]. С поправкой на внутреннее реагирование = 52 000 кал/моль. При температурах свыше 850—950° С скорость реакции имеет первый порядок, т. е. прямо пропорциональна концентрации Oj. При низких температурах хемадсорбция, проявляющаяся в образовании поверхностных окислов (комплексов или кетогрупп, по Шилову) и последующем их распаде, может тормозить общую скорость реакции и косвенно влиять на ее видимый порядок. [c.191]

Затронутый в книге круг вопросов непосредственно связан с практическими приложениями теории гетерогенно-каталитических реакций. Поэтому представляется вполне оправданным стремление автора выработать такой подход к обработке экспериментальных данных, который не требовал бы чрезмерно сложного метематического аппарата, являясь в то же время достаточно строгим. В качестве основы для такого подхода автор использует модифицированный модуль диффузионных ограничений Ф. Практически важным преимуществом этой характеристики по сравнению с модулем Тиле является возможность более простого определения ее из опытных данных. В частности, при пользовании модулем Ф нет необходимости знать константу скорости исследуемой реакции в условиях, свобод-пых от диффузионных эффектов Это позволяет резко сократить объем экспериментов, необходимых для надежной оценки роли указанных эффектов. [c.8]