Диффузионный анализ газов

Любой из перечисленных признаков мог бы служить критерием осуществимости процесса. В частности, можно было бы использовать для этой цели энергию данного вида или ее фактор интенсивности и утверждать следующее самопроизвольные процессы идут в сторону уменьшения энергии и выравнивания фактора интенсивности в разных частях системы. Достижение минимума энергии и одинакового значения фактора интенсивности служит признаком конца процесса, т. е. условием равновесия. Однако разнообразие факторов интенсивности затрудняет общее рассмотрение проблемы возможности процесса и равновесия. Без специального анализа неясно также, какая величина является фактором интенсивности для химических превращений. Что касается энергии, то она может быть искомым критерием только для чисто механических процессов, в которых превращение энергии в работу (и обратно) происходит без участия теплоты (свободное падение тела, течение невязкой жидкости, сжатие растянутой стальной пружины и т. д.). Кроме того, имеются процессы, которые идут самопроизвольно, хотя не сопровождаются изменением энергии (расширение идеального газа в пустоту, диффузионное смешение газов, растворение полиизобутилена в изооктане, реакция изотопного замещения Юа + и др.). В таких процес- [c.90]

Диффузионные пламена газа (или распыленного твердого, или жидкого горючего) широко применяются в промышленных топках. Изучение диффузионных пламен представляет интерес также при разработке методов борьбы с пожарами в нефтехранилищах и т. п. Хотя в технике в большинстве случаев приходится иметь дело с турбулентными диффузионными пламенами, значительная часть научных работ относится к ламинарным диффузионным пламенам, более доступным для теоретического анализа и лабораторных исследований. Для конденсированных смесей, где размеры частиц компонентов малы, интерес представляют лишь ламинарные диффузионные пламена. [c.42]

Газопроницаемость полимерных материалов может быть определена масс-спектрометрическим методом анализа газа. Диффузионная ячейка состоит из двух камер, разделенных испытуемой пленкой, причем одна из камер соединяется с резервуаром, содержащим исследуемый газ, а вторая камера — с ионным источником масс-спектрометра. Перед началом эксперимента в ячейке создается высокий вакуум (остаточное давление порядка ЫО мм рт. ст.). Газ, диффундирующий через пленку, поступает в ионный источник масс-спектрометра. Скорость его поступления непрерывно регистрируется самописцем в виде зависимости силы ионного тока от времени. Стационарное состояние переноса газа через мембрану характеризуется постоянством величины ионного тока. [c.253]

Конструкция ячейки для анализа газов по измерению их теплопроводности показана на рис. 1. Оба элемента находятся в камерах диффузионного типа. Для изготовления проточной ячейки из свечи извлекают спираль. Затем свечи помещают непосред- [c.83]

Диффузионный метод. Различие коэффициентов диффузии газов через пористые и малопроницаемые перегородки можно использовать не только для разделения, но и для анализа газов. При одинаковых температурах и давлениях отношение скоростей диффузии двух газов и 1 2 будет [c.66]

Ток, обусловленный электрохимической кинетикой, мало пригоден в качестве критерия в анализе газов, поскольку помимо прямой пропорциональной зависимости от концентрации деполяризатора этот ток является еще и экспоненциальной функцией потенциала электрода. Гораздо более пригоден для аналитических целей предельный диффузионный ток, который при условии постоянства б зависит только от концентрации деполяризатора. Кроме того, диффузионный ток всегда выше кинетического тока и поэтому обеспечивает большую чувствительность электрохимического метода анализа. [c.18]

В настоящее время на основе классической полярографии созданы следующие виды полярографии переменнотоковая, осциллографическая, дифференциальная, импульсная (пульс), полярография на твердых электродах и полярография при постоянном потенциале. Для анализа газов широко используется полярография на твердых электродах и полярография при постоянном потенциале, или потенциостатическая полярография (измерение предельных диффузионных токов). [c.22]

Широкое применение при анализе газов получило измерение предельного диффузионного тока их электро-восстановления или электроокисления при постоянном потенциале, находящемся в области плато предельного диффузионного тока. На основе этого принципа разработаны многочисленные анализаторы кислорода, серусодержащих и других газов. [c.25]

АНАЛИЗ ГАЗОВ, ОСНОВАННЫЙ НА ИЗМЕРЕНИИ ДИФФУЗИОННОГО ЭФФЕКТА [c.209]

Анализ газов в различных металлах обнаруживает значительные вариации их содержания в зависимости от химического состава металла. Причина заключается в том, что растворимость и диффузионная способность данного газа зависят от таких характерных констант чистого металла или сплава, как межатомные расстояния, силы связи между атомами, относительные размеры атомов матрицы и растворяющегося или диффундирующего элемента и т. д. [c.27]

Измерение температуры диффузионного факела природного газа проводилось на расстоянии 60, 100, 160 и 200 мм от устья горелки в тех же точках по ширине факела, для которых производился анализ газа (рис. 3). На всех измеренных уровнях наиболее высокая температура была вблизи наружного края светящейся зоны. На высоте пламени 60, 100, 160 и 200 мм максимальная температура достигает соответственно 1178, 1220, 1223 и 1200 . По оси пламени температура значительно ниже и изменяется от 800° на уровне 60 мм до 1030° на уровне 200 мм. [c.65]

Путем разбавления газа, диффундирующего через стенку трубки, можно получить калибровочные смеси с содержанием определяемого газа в щироком диапазоне концентраций — от менее чем 10 до 10 %. При калибровке газовых хроматографов диффузионную трубку можно использовать в сочетания с краном-дозатором. Метод диффузионных трубок может найти чрезвычайно широкое применение при анализе газов и летучих жидкостей. Скорости диффузии более высококипящих органических соединений могут оказаться слишком малыми для использования их в диффузионных трубках даже при повышенных температурах. Тем не менее, в каждом случае следует провести пробные эксперименты и не отвергать метод диффузионных трубок заранее. Поскольку скорость диффузии остается практически постоянной в течение всего времени работы диффузионной трубки, этот метод, по-видимому, является наилучшим из всех разработанных до сих пор динамических способов приготовления калибровочных газовых смесей. [c.100]

В работе [142] на основе анализа кривых отклика принято, что закономерности перемешивания жидкости в барботажном слое следуют диффузионной модели и в двухфазных газо-жидкостных системах продольный перенос определяется конвекцией жидкости. При исследовании барботажной колонны диаметром 147 мм в средней ее части наблюдалось восходящее движение жидкости, а у стенок -- нисходящее. Максимальную скорость восходящего движения по оси колонны выразили формулой [c.195]

Трактовка рассматриваемых явлений на основе прямого анализа системы дифференциальных уравнений, описывающих конвективную массоотдачу в системах твердая стенка—жидкость и газ—жидкость, дается теорией пограничного диффузионного слоя В этой теории учитывается сложность структуры турбулентности внутри вязкого подслоя, прилегающего непосредственно к поверхности раздела фаз. Весьма существенной является постепенность затухания турбулентных пульсаций в подслое. Вследствие этого, поскольку в жидкостях величина коэффициента молекулярной ди(М)узии Оа обычно во много раз меньше величины кинематической вязкости V (v/Dд > 1), турбулентные пульсации, несмотря на их затухание, играют существенную роль в переносе массы почти до самой границы фаз. Пренебречь их влиянием можно лишь в пределах подслоя, названного диффузионным , толщина которого в жидкостях значительно меньше толщины вязкого подслоя. В пределах этого диффузионного подслоя преобладающим является перенос молекулярной диффузией. [c.101]

У-13-4. Сопоставление пленочной модели и моделей поверхностного обновления. Из анализа уравнений (V, 145)—(V, 156) видно, что выражения, полученные на основе модели Данквертса, содержат, в отличие от полученных для пленочной модели, отношение У уЮ . Так как V то с помощью модели Данквертса устанавливается значительно большее повышение температуры за счет тепла абсорбции и реакции. Это является следствием того, что согласно моделям обновления поверхности глубина проницания, или пенетрации, тепла в жидкость во время экспозиции газу много больше глубины пенетрации растворенного газа из-за значительного превышения величины коэффициента температуропроводности у величины коэффициента молекулярной диффузии Од. Это означает, что в пленочной модели толщина пленки при передаче тепла должна быть больше толщины диффузионной пленки Для передачи вещества [c.141]

Для вычисления скорости абсорбции Я или коэффициента ускорения Е в зависимости от состава жидкости Б" необходимо знать реакционную кинетику, константы равновесия, растворимость газа и коэффициенты диффузии различных реагирующих веществ, а также провести математический анализ диффузионно-реакционного процесса типа проведенного в главе V. [c.192]

Ограничив анализ идеальными системами и на этом основании исключив термодинамическую составляющую диффузии, можно получить простое соотношение, качественно связывающее диффузионный фактор разделения с молекулярными характеристиками проникающих газов [c.79]

При анализе механизма массопередачи в однофазном потоке было показано, что аналогия между трением, тепло- и массообменом возможна только при числах Ргд = 1, т. е. для газов. Для капельных жидкостей, для которых величина Ргд порядка 10 , такая аналогия не соблюдается. Поэтому показатели степеней при числах Яе и Рг не могут быть предсказаны и их значения в уравнении (III, 228) должны устанавливаться опытным путем. Если в диффузионном аппарате подводится дополнительная энергия (аппараты с мешалками, ротационные аппараты и т. п.), то в фактор / должна быть введена величина, учитывающая этот дополнительный подвод энергии. Дополнительный подвод энергии, выраженный через работу, сообщаемую жидкости в единице объема, может быть представлен в виде соотношения [c.249]

Продольное перемешивание в стекающей пленке. При математическом моделировании пленочных реакторов необходимо знать характер продольного перемешивания жидкости в пленке. На основе анализа диффузионной модели перемешивания и в результате экспериментального изучения влияния физических свойств жидкости (р, V, а), длины пробега пленки (Я) и скорости противоточно движущегося газа в 148 [c.148]

Установление зависимости ( g) требует приготовления серии газовых смесей с интервалом концентраций паров анализируемых веществ, наблюдаемым в равновесном с исследуемым раствором газе. Для этого могут быть использованы известные методы, в том числе диффузионные. При введении таких смесей в хроматограф дозируемый объем может быть неизвестен, но должен быть строго постоянным как при градуировке, так и при анализе исследуемых образцов. [c.235]

При конструктивном решении контактных аппаратов для обеспечения равномерного прохождения газов и т. д. необходимо применять гидродинамическое моделирование, а для определения тепловых и диффузионных характеристик — тепловое моделирование. Это означает, что моделирование химических реакторов не сводится только к анализу математического описания. Методы физического моделирования дополняют математические при решении вопросов гидродинамики, теплопередачи и диффузии. Таким образом, полное моделирование химических реакторов должно сочетать в себе методы математического и физического моделирования. [c.15]

В книге рассмотрены наиболее актуальные вопросы и важнейшие достижения в области химии и переработки нефти. Содержание ее разбито на пять разделов 1) экономика и направления дальнейшего развития (новые статистические методы анализа технологических процессов) 2) процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (парофазные адсорбционные процессы в переработке газов синтетические цеолиты — молекулярные сита) 3) процессы нефтепереработки (химические процессы очистки нефтепродуктов радиационные процессы в нефтепереработке катализаторы в нефтеперерабатывающей промышленности) 4) нефтехимическая промышленность (эластомеры нитрилы и амины низшие ароматические углеводороды из нефти производство непредельного нефтехимического сырья каталитическим дегидрированием алканов) 5) механическое оборудование (турбулентные диффузионные пламена). [c.4]

Американская фирма Бекман предложила автоматический хроматограф (рис. 77) для анализа газов в лабораториях исследовательских институтов и промышленных предприятий. Прибор снабжен устройством для отбора проб газа, взаи-люзаменяемыми колонками, камерой теплопроводности диффузионного типа и устройством для точного регулирования тока газа-носителя. [c.203]

Имеется много описаний успешного применения масс-спектрометров для оперативного контроля непрерывного потока производственного газа. Одной из первых установок для непрерывного контроля является установка Нира для непрерывного анализа газа на заводе по обо-гаш,ению урановой руды диффузионным методом [Л. 9]. Схема ее представлена на рис. 7-1. В установке используется металлическая 60-градусная спектрометрическая трубка со стеклянным кожухом для ионного источникя с нормальной магнитной фокусировкой (статический тип масс-анализатора). Магнитное поле создается постоянным магнитом. [c.134]

Анализ газов полярографическим методом заключается в измерении величины диффузионного тока в электрохимической ячейке, электролит которой насыщен исследуемым компонентом газовой смеси. Сила тока пропорциональна концентрации раствореннЬго в электролите вещества. При равновесном растворении анализиру- " емого компонента в электролите величина диффузионного тока может служить мерой концентрации этого компонента в газовой смеси. [c.83]

На рис. 14 изображена упрощенная структура диффузионного ламинарного пламени, полученная на основании исследований Г. Хоттела и В. Гаусорна [1953]. Концентрация горючего газа падает от конечного значения но оси горелки до нуля во фронте пламени, а концентрация кислорода возрастает от нуля во фронте пламени до конечного значения в окружающей среде. Концентрация продуктов сгорания во фронте пламени достигает максимальной величины. Однако действительная структура пламени сложнее, так как в ней кроме молекулярного состава, определяемого обычными методами отбора проб и анализа газа, присутствуют свободные атомы и радикалы. Струк- [c.54]

Теплообменник с конденсацией пара в присутствии инертных газов (конденсаторы, кипятильники). Программа КОНДЕНС позволяет по заданному потоку парогазовой смеси (ПГС) на входе и ее температуре на выходе рассчитать поверхность теплообмена, тепловую нагрузку и другие конструктивные и технологические параметры, указанные ранее. Там же было показано, что в методике учитывается не только обычная теплопередача через стенку, но и детальный анализ тепло- и массопереноса от ядра потока к стенке через диффузионную пленку газа и пленку конденсата переменной толщины. Программа позволяет рассчитывать горизонтальные и вертикальные аппараты, а набор компонентов в ПГС может быть произвольным в пределах 60 веществ, входящих в систему ФИЗХИМ. [c.458]

Анализ металла па содержание газовых примесей осуществляется объемным методом. Для анализа газа служит аналитическая часть установки тина Орса. Экстрагируемый из металла газ собирается диффузионным и капельнылг насосом 15 в газосборник. Из газосборника газ поступает в мерные макро-п йпшробюретки 16 и 17 для замера количества выделившегося газа п далее анализируется на содержание кислорода, азота и водорода. [c.301]

Трудность полного диффузионного разделения газовой смеси приводит к тому, что в настоящее ]фемя диффузионный метод как метод анализа газа дюжот быть использован. иггпь для решения отдельных задач. [c.246]

Дальнейшее усовершенствование этой методики, несомненно, позволит анализировать и более с.пожные смеси. Диффузионный анализ можно сочетать с химическими и другими методами, отделяя из смеси те компоненты, которые мешают получению достаточно четких кривых. Проводя два диффузионных аг.алпза — один до, а другой после поглощения какого-либо компонента или группы компонентов, можно получить болео детальные представления о составе газа. [c.250]

Во многих лабораториях в нашей стране и за рубежом для определения газов в металлах используется автоматический эксхалограф ЕА-1. Это, пожалуй, наиболее удачный прибор. Время определения составляет 3—5 мин. В приборе почти не используются ртуть и стеклянные детали, что значительно упрощает его обслуживание. В диффузионном насосе вместо ртути применяется масло с упругостью пара 10 мм рт. ст., не растворяющее выделяющиеся газы. Сбор газов и малое противодавление для диффузионного насоса создается ротационным насосом, работающим без запирающей жидкости. Анализ газов производится физическими методами содержание окиси углерода определяется инфракрасным спектрометром, водорода — по измерению теплопроводности газовой смеси, азота — по разности. [c.25]

Было бы небесполезным попытаться сопоставить данные по диффузии с результатами, полученными при изучении процесса отжига параллельных проб другими физико-химическими методами. Следует заметить, что процессы отжига вообще весьма сложны и хотя получаемые из подобных экспериментов сведения и весьма существенны, но ни для одной из многочисленных изученных до сих пор систем нет по сути дела однозначной и полной интерпретации процесса. Многочисленные применения диффузионного анализа для целей гео- и космохимии благородных газов, так же как и обсуждение полученных результатов с точки зрения решения ряда задач космологии, даны в недавно вышедшей из печати книге Ю. А. Шуколюкова и Л. К- Левского [14], к которой мы и отсылаем читателя. [c.155]

Установка. Установка для спектрального анализа газов состоит из вакуумной системы (рис. 177), включающей в себя форвакуумный и диффузионный насосы, баллоны с газами, манометр и разрядную трубку высокочастотного генератора для возбугкдения свечения и спектрального прибора. [c.249]

Результаты анализа движения газа в газовой пробке и вокруг нее в случае поршневого слоя были использованы с целью. определения конвективной и диффузионной составляющих процесса переноса по обе стороцы поверхности раздела между обла ком и непрерывной фазой. Скорость переноса диффундирующего вещества от этой поверхности раздела к непрерывной фазе [c.291]

Третий подход основан на теоретическом анализе псевдоожиженных систем методами кинетической теории газов [55, 56]. Конечной целью, к которой стремятся исследователи, развивая это направление, является получение шестимерной плотности распределения частиц по скоростям и координатам, полностью описывающей поведение каждой частицы в слое (см. 1.5). Знание этой функции дает возможность описать осредненпые пульсационные движения в рассматриваемой ФХС. В работе [55] предложено уравнение Больцмана для твердой фазы, дифференциальная часть которого включает диффузионный член. Это уравнение содержит много экспериментально определяемых величин, что затрудняет его практическое использование. Кроме того, на уровне кинетической задачи не рассматривается взаимодействие между твердой и газовой фазами. В работе [56 ] приводится кинетическое уравнение для твердой фазы п eвдooжижeннoгoJ слоя, полученное из уравнений Лиувилля и Гамильтона. При этом физические эффекты в системе в целом рассматриваются в масштабах изменения функции распределения частиц газовой фазы. Однако не учтено, что масштабы изменения функции распределения частиц газовой фазы значительно меньше масштабов изменения функции распределения частиц твердой фазы. Для устранения этой некорректности модели требуется осреднить функцию распределения частиц газовой фазы по объему, являющемуся элементарным для твердой фазы. При этом необходимо рассматривать уже не одно, а два кинетических уравнения — для газа и твердой фазы. Кроме того, корректное использование уравнения Лиувилля для вывода уравнения, описывающего движение твердой фазы, является затруднительным из-за неконсервативности поля сил, в котором движется отдельная твердая частица. [c.161]

Анализ работы установок очистки и осушки газа на цеолитах Оренбургского гелиевого завода и Оренбургского ГПЗ показал, что основной причиной дезактивации цеолитов является их закоксовьшание, что приводит к необходимости замены цеолитов на свежие. Закоксовывание цеолитов приводит к снижению их емкости, уменьшению нагрузки по перерабатываемому газу, и как следствие, к снижению технико-экономических показателей процесса. Отложения кокса происходят как на внутренней поверхности цеолита, так и на наружной. При этом отложения на внутренней иоверхности приводят к изменению общего сорбционного объема цеолита, а отложения на наружной поверхности - к закупорке устьев пор и диффузионным затруднениям. [c.66]

Анализ влияния концентрации окисляемого компонента в очищае- юм газе показал, что изменение концентрации паров изопропилбензола в пределах 1-5 г/м существенно влияет и на диффузионную, и на кинетическую составляющие во всем диапазоне температур окисления, тогда как дальнейший рост концентрации паров от 5 до 10 г/м приводит к стабилизации необходимой толщины слоя катализатора. Поскольку в промышленных условиях неизбежны флуктуации концентрации примесей в отходящих газах в первую очередь именно в диапазоне 1-5 г/м , то при проектировании промышленных термокаталитических реакторов необ->.одимо ориентироваться на максимально возможную концентрацию примесей в выбросах, а при отсутствии такой характеристики следует предусматривать достаточный запас толщины слоя катализатора. [c.61]

Колонка 3 (ом. рис, 99) соединена с диффузионным вакумным насосом I. манометрами 2, о я 6, со стеклянной круглодонной колбой 7 для отбора проб газа на анализ, к со стальным бaллaнofи 9 для сбора жидкого дистиллята. Последний испаряют в стальной баллон П для хранения чистого газа. [c.302]

Можно предполагать, что при высокой температуре (например, в условиях облагораживания нефтяных коксов при 1200—1500 °С) реакция окисления углерода кислородом воздуха, несмотря на возможные диффузионные торможения процесса, будет протекать настолько быстро, что весь кислород практически мгновенно вступит Б реакцию в нижних слоях кокса в топочной камере миогосек-циоино-иротивоточкого аппарата с образованием в качестве первичных продуктов СО и СО2. При благоприятных условиях (температура, время контакта, реакционная способиость кокса) первичная двуокись углерода, в свою очередь, может реагировать с углеродом с образованием вторичной окиси углерода около поверхности углерода или в газовом объеме. При наличии свободного кислорода (мгновенно не прореагировавшего) будет протекать реакция окисления, при которой часть СО превратится в СО2. Это хорошо видно при анализе работы многосекционно-иротивоточных анпаратов, используемых для облагораживания. В результате контакта на верхних ступенях многосекционно-противоточного аппарата нефтяного кокса с дымовыми газами, кокс нагревается до высоких температур (ЮОО—1200°С) и попадает в топочную камеру с небольшим содержанием водорода (менее 0,5%). В этих условиях в качестве первичных продуктов сгорания предварительно прокаленного кокса следует ожидать получение равных количеств СО и СО2. При этом из-за отсутствия в верхнем слое топочной камеры кислорода реакции догорания СО не происходит. Повышение температуры в топочной камере способствует интенсивному протеканию восстановительной реакции С+СО2. В связи с этим фактическое отношение СО2 СО становится меньше единицы. При полном восстановлении первичной двуокиси углерода, которое наблюдается в высокотемпературных условиях обессеривания сернистых коксов [165], это отношение становится равным нулю. [c.238]

Хоттель и Персон [60] изучали систему диффузионного пламени, отличавшуюся от всех рассмотренных выше. Воздух подавался с большой тангенциальной компонентой скорости у нияшего конца цилиндрической камеры сгорания диаметром около 150 мм. Топливо подавалось по оси камеры через трубу диаметром 50 мм. Полноту сгорания по высоте такой вихревой системы измеряли при помощи камеры переменной длины с последующим оросительным охлаждением, смешением и анализом. Оказалось, что полнота сгорания не зависит от тангенциальной скорости или отношения радиальной скорости к тангенциальной. Этот результат объясняют тем, что увеличение иодачи газа уравновешивается увеличением локальной скорости смешения, так как скорость химической реакции очень велика и не может быть лимитирующим фактором. [c.334]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология