Водяные пары, диффузия области

Влияние давления на направление обратимых реакций определяется принципом Ле Шателье. При обычных условиях ведения процесса (давление 1 ат, температура около 1000°) равновесие главных реакции газификации (кроме реакций с образованием метана) настолько сдвинуто в сторону получения конечных продуктов, что образование генераторных газов определяется исключительно скоростью процессов. В зависимости от преобладающего влияния на суммарную скорость газификации химических реакций или скорости переноса реагирующих газов к поверхности углерода и продуктов реакции от поверхности углерода посредством молекулярной или турбулентной диффузии процесс газификации может протекать в кинетической или диффузионной областях. При нормальной температуре в зоне газификации, т. е. при температуре выше 1000°, скорость химических реакций велика и процесс идет в диффузионной области. В этом случае скорость газификации зависит от поверхности кусков или зерен топлива, диффузии активного газового компонента (кислорода, водяного пара) к углероду и от интенсивности перемешивания фаз (угля и газа). [c.190]

При повышении температуры все большую роль играет объемная диффузия. Экспериментальные кривые изменения радиуса пор и их удельного объема все дальше отстоят от кривой, соответствующей поверхностно-диффузионному механизму спекания. В области высоких температур механизм спекания существенно зависит от наличия паров воды, так как при одной и той же температуре изменение парциального давления пара влияет на соотношение между механизмами спекания. Чем выше парциальное давление водяного пара, тем больше роль поверхностно-диффузионного механизма спекания. При прокалке катализаторов в сухом воздухе поверхностная диффузия, по-видимому, полностью не устраняется, хотя она и протекает в значительно меньшей степени, чем в присутствии водяного пара. Суммарный результат спекания при прокалке такой, что средний радиус пор изменяется сравнительно мало. [c.57]

Изучение сорбции и диффузии водяных паров в найлоне позволило установить, что при содержании воды менее 4 вес.7о молекулы воды плотно сорбируются полимером н обладают малой подвижностью. При концентрации выше 4% подвижность молекул воды сильно возрастает, что авторы связывают с характером изменения плогности упаковки аморфных областей полимера в присутствии воды. Общий характер поглощения водяных паров полимерами имеет ступенчатый характер и может быть описан суммой экспоненциальных функций. [c.170]

При нормальном температурном режиме в зоне газификации, т. е. при температуре выше 1000 °С, скорость химических реакций велика, и процесс идет в диффузионной области. Поэтому так же, как в ряде других случаев взаимодействия газа с твердым материалом, скорость газификации зависит в основном от поверхности газификации, диффузии активного газового компонента (кислорода, водяного пара) к углероду топлива и от интенсивности перемешивания фаз. [c.138]

Скорость, с которой протекает реакция между газами [5, 6], сильно зависит от внешних условий. Так, общеизвестно, что такие смеси газов, как СО+Ог или НзЗ+ЗОа, при полном отсутствии водяного пара не взаимодействуют. Также Нг и Рз не реагируют при давлении 1 атм и 100° в платиновом сосуде даже при освещении магниевой вспышкой. Скорость сгорания определяется в большинстве случаев быстрой диффузией атомов Н, образующихся прй высокой температуре кроме того, большое значение имеют теплопроводность и наличие или отсутствие стенок . То обстоятельство, что газовая реакция протекает со взрывом, зависит не только от состава смеси, но и от давления, температуры, содержания влаги и т. д. Например, при взаимодействии Нг и Ог при 560° появляются две области взрывов одна при низком давлении (разветвление цепи), другая при высоком давлении (тепловой взрыв). Данные об областях взрывов различных газов в смеси с воздухом, имеющим атмосферное давление, приведены в специальных справочниках [9—11]. В препаративных работах очень редко проводят быстро протекающее, взрывоопасное взаимодействие между двумя газами в бомбах под давлением. [c.531]

Авторы показали, что для конверсии окиси углерода водяным паром в промышленных условиях снижение скорости процесса за счет внешней диффузии может составить 13% диффузионного торможения (т. е. фактически реализуется внешняя переходная область). [c.319]

При термофиксации полиамидных волокон происходят глубокие структурные преобразования, выражающиеся в изменении ориентации и формы макромолекул в аморфных областях, в увеличении плотности, в значительном снижении коэффициента диффузии красителей и набухания волокна в серной кислоте и других средах, повышении кристалличности за счет уменьшения доли аморфной фазы, уменьшении размера пор и внутренней поверхности волокна и т. п. Степень и скорость этих изменений различны в зависимости от способа проведения термофиксации волокон (в свободном или натянутом состоянии и, особенно, в сухом нагретом воздухе или в среде водяного пара). В результате улучшаются основные свойства волокон — прочность, удлинение, модуль деформации, усадка в кипящей воде и др. [c.311]

Очевидно, что состояние пересыщения можно получить не только быстрым движением паро-газовой массы, насыщенной водяным паром, при адиабатическом расширении, как это происходит, скажем, в камере Вильсона, но и путем создания соответствующего градиента температур на противоположных сторонах камеры. Последнее возможно осуществить в так называемой диффузионно-конденсационной камере. Дно камеры охлаждается смесью твердой углекислоты со спиртом, жидким азотом или каким-либо другим хладагентом. Крышка камеры поддерживается при положительной температуре порядка 40—60° С. В верхней части камеры имеются специальные желобки для жидкости, которая испаряется в процессе работы камеры. Поэтому в такой камере происходит диффузия пара сверху вниз от области с более высокой температурой (крышка) к области с более низкой температурой (дно). При таких условиях вблизи дна камеры образуется область, достаточная для пересыщения. Меняя градиент температуры, меняем и область пересыщения. При соответствующем пересыщении можно получить конденсацию водяного пара в присутствии абсолютно чистого воздуха с образованием сплошного тумана. Этот вопрос освещен подробно во многих работах [38]. [c.147]

Испарение включает процесс восходящего переноса водяного пара с границы раздела жидкость — воздух на поверхностях растительного сообщества посредством молекулярной диффузии и турбулентного обмена. В начале пути перенос происходит посредством молекулярной диффузии. Это перенос через тонкий пограничный слой, который облекает все естественные поверхности как некая непрерывная оболочка. Если границы раздела жидкость — воздух находятся ниже уровня естественных поверхностей (как в сухой почве или в растении), а не на этом уровне (как во влажной почве или в воде), то зона диффузии возрастает за счет соответствующего отрезка пути. Выше пограничного слоя находится переходная область, в которой действуют как молекулярная диффузия, так и турбулентный обмен. Эта область переходит затем в зону, где главную роль играют механизмы турбулентного обмена. [c.58]

Диффузия. Вещества диффундируют самопроизвольно из областей с высоким химическим потенциалом в области, где химический потенциал меньше. Примером может служить диффузия водяного пара из горячей воды в холодную. Таким образом, движущей силой при диффузии является градиент химического потенциала. Однако коэффициент диффузии опре- [c.380]

Однако есть и другой способ переноса соли (или водяного пара)—молекулярная диффузия, которая происходит тогда, когда имеются градиенты солености (или водяного пара). Это очень медленный процесс, и поэтому он не учитывается в большинстве задач, рассматриваемых в настоящей книге. Диффузионный поток направлен против градиента величины 5, т. е. он переносит соль из области высокой концентрации в области с низкой концентрацией и равен [47, разд. 1.6] [c.88]

Вьюнов [281] проводил исследование взаимодв11ствия угля с водяным паром также методом непрерывного взвешивания. В качестве реагирующей частицы применялись шары, выточенные из графита и электродного угля (1 = 1 до 15 мм. Микрофотографии, снятые с ио-вер-кности шаров, показалп, что после реагирования она становится более шероховатой, а внешний слой рыхлым. Опыты проводились в области температур 700—1100 С. Изменение скорости дутья производилось в небольших пределах — от О до 1,6 г/мин. Это обстоятельство, а также малые скорости дутья ие дают оснований считать опыты свободными от влияния диффузии даже прп низких температурах (725— 960° С), как это утверждает автор. Независимость скорости реакции от скорости дутья при таких условиях может объясняться недостаточной чувст1И1тельностью весов. [c.220]

В настоящее время точно установлено, что рост капель до видимых размеров на заряженных центрах конденсации происходит при меньшем пересыщении, чем на нейтральных частицах. В этом принципиальное отличие конденсации пара на ионах от конденсации на нейтральных частицах. Однако центром адсорбции и конденсации водяного пара может быть и нейтральная молекула, если ее дипольный момент отличен от нуля. Очевидно, что состояниеяересыщения. можно получить не только быстрым движением парогазовой массы, насыщенной водяным паром,, при адиабатическом расширении, как это происходит, скажем, в камере Вильсона, но и путем создания соответствующего градиента температур на противоположных сторонах камеры. Последнее возможно осуществить в так называемой диффузионно-конденсационной камере. Дно камеры охлаждается смесью твердой углекислоты со спиртом, жидким азотом или каким-либо другим хладагентом. Крышка камеры поддерживается при положительной температуре порядка 40—60° С. В верхней части камеры имеются специальные желобки для жидкости, которая испаряется в процессе работы камеры. В такой камере происходит диффузия пара сверху вниз от области с более высокой температурой (крышка) к области с более низкой температурой (дно). Вблизи дпа камеры образуется область, достаточная для пересыщения. Меняя градиент температуры, меняем и область пересыщения. При соответствующем пересыщении можно получить конденсацию водяного пара в присутствии абсолютно чистого воздуха с образованием сплошного тумана (71]. [c.140]

При рассмотрении процесса конверсии, протекающей на зерне катализатора, можно представить следующую физическую картину. Из потока реагирующей смеси к поверхности катализатора и в его поры диффундируют молекулы метана и водяного пара. На активных никелевых центрах протекает реакция конверсии, в результате которой образуются водород, оксид и диоксид углерода. Эти компоненты отводятся от поверхностей реакций в поток, лротекающий между зернами катализатора. Скорость отвода, подвода компонентов и их реагирования на различных по объему активных центрах зерна неодинакова, что приводит к образованию профилей концентраций этих веществ по объему, таблетки — от поверхности зерна в его глубину. Образование концентрационного профиля по объему таблетки приводит к различию скоростей реакции по таблетке в целом и на ее поверхности. Вид диффузии в порах катализатора зависит от размера пор молекулярная диффузия — крупные поры, кнудсеновская диффузия — тонкие поры их комбинация— в порах промежуточного размера. При повышенном давлении (3,0 МПа) на промышленных катализаторах процесс идет в основном в об ласти молекулярной диффузии и частично в переходной области. Химические реакции, протекающие в порах катализатора с увеличением объема, приводят, кроме того, к появлению конвективной составляющей переноса массы, которая изменяет наблюдаемую на зерне скорость превращения. [c.95]

Тензиметр Хикмена является, по существу, хорошо теплоизолированным, коротким и широким кипятильником, соединенным с холодильником в виде водяной рубашки. Пары проходят около термометра с малой скоростью и встречают минимум препятствий. Для измерения малых давлений Хикмен [91] применял масляный манометр [36] (стр. 369) или манометр Пирани (стр. 373). Исследуемая жидкость кипятится в приборе при различных давлениях остаточного воздуха или инертного газа. Этот прибор дает надежные результаты в области давлений между 0,03 мм (30 [а) и 4 мм. Получению точных значений выше этой области давлений мешают толчки и вскипание жидкости, а ниже этой области — взаимная диффузия пара и остаточного газа, а также то обстоятельство, что средняя скорость хаотически движущихся молекул пара становится мала по сравнению со скоростью поступательного движения. [c.393]

В СССР кроме вышеприведенных примеров всесторонние исследования процесса беспламенного горения водорода в кислороде на поверхности различных катализаторов и теоретическое исследование вопроса очистки газов методом каталитического гидрирования кислорода были проведены Г. К. Бореско-вым и М. Г. Слинько [2]. В результате этих исследований было показано, что наибольшей каталитической активностью (удельной) в отношении реакции взаимодействия водорода и кислорода обладают металлы группы VHI периодической системы элементов Д. И. Менделеева никель, платина и палладий. При этом для обеспечения реакции взаимодействия водорода и кислорода при температурах порядка 30—40° С и высоких объемных скоростях (до 10 000 ч ) необходим такой катализатор, который обеспечивал бы протекание процесса в области внешней диффузии. Температура катализатора должна лодниматься на 15—20° выше температуры конденсации водяного пара, так как в противном случае активность катализатора может быть резко понижена. [c.115]

Для многих полимерных пленок коэффициенты диффузии азота, кислорода и водяного пара не зависят от концентрации, что объясняется нерастворимостью этих газов в материале мембраны. Однако при наличии сродства ситуация резко изменяется. Например, к0эфк )ициент паропроницаемости не зависит от давления для полиэтилена и поли-винилиденхлорида, слабо зависит (в области высоких давлений) для поливинилацетата и изменяется в значительной степени для ацетилцеллюлозы и поливинилового спирта. В полидиметилсилоксане, полиметилметакрилате и некоторых других материалах коэффициент паропроницаемости уменьшается с возрастанием количества пропускаемого пара. Такой характер процесса, не подчиняюшийся закону Фика, объясняется связыванием молекул воды в полимерной пленке и потерей ими подвижности. [c.150]

Число устьиц и их размещеяие у разных видов растений сильно варьируют. У ксерофитов, т. е. у форм, приспособленных к обитанию 1В засушливых областях, на единицу поверхности обычно приходится меньше устьиц, чем у мезофитов кроме того, устьица иногда располагаются у них в углублениях сильно кутинизированной поверхности листьев или стебля, что также уменьшает потерю воды, поскольку ограничивает турбулентность в примыкающем к устьицу слое воздуха (рис. 4.2 и 6.11). У больщей части растений устьица имеются на обеих сторонах листа — верхней и нижней есть, однако, и такие виды, у которых устьица располагаются только на нижней стороне листьев. Число устьиц на 1 см2 поверхности листа превышает 60 000 у огурца, а у некоторых злаков не достигает и 8000. Даже на одном и том же растении листья могут очень сильно различаться как по числу, так и по расположению устьиц в теневых листьях, например, число устьиц на единицу поверхности обычно меньше, чем в световых . По оценкам, сделанным для самых разных растений, устьица в полностью открытом виде занимают 1—3% всей площади листа, диффузия же водяных паров из листа идет при открытых устьицах фактически с той же скоростью, как со свободной поверхности (рис. 6.12). Именно этим обстоятельством и объясняется тот факт, что в условиях хорошего увлажнения, на ярком свету и при высокой температуре растения теряют огромное количество воды. [c.184]

Фундаментальная важность воды в атмосфере для энергетического баланса была отмечена в гл. 1. Если бы водяной пар переносился только путем молекулярной диффузии, то, вероятно, диффузия вверх продолжалась бы до тех пор, пока вся атмосфера не стала бы насыщенной. Однако атмосфера не является насыщенной из-за движения, вызванного воздействием радиации. Воздух движется непрерывно вверх и вниз из-за конвекции (вызванной тем, что радиация прогревает иижиий слой атмосферы сильнее, чем верхний) и из-за горизонтальных градиентов, обусловленных большим количеством радиации, получаемой тропическими областями по сравнению с полярными. Движущийся вверх воздух поднимается иа уровни, температура которых более низкая и которые поэтому могут удержать меиь-ше влаги. Если воздух поднимается достаточно высоко, он становится насьпцеииым, влага конденсируется и может затем выпасть на поверхность в виде осадков. После этого воздух будет иметь меньшую влажность, так что, когда он снова опустится вниз, он не будет насьицеииым. Если он опустится достаточно низко, то некоторая часть этого относительно сухого воздуха будет подхвачена вихрями, созданными сдвигом, и вынесена вниз к самой поверхности. Контакт сухого воздуха с [c.43]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология