Распределение диффузии через пористые

Мы попытались оценить долю занятых макромолекулами полистирола пор и поверхности двух силикагелей со средним диаметром пор равным 410 и 220 А. В опытах мы использовали нефракционированный полистирол (jW=300 ООО). Заштрихованная часть графика распределения S по d (рис. 2) показывает доступную часть поверхности для макромолекул с различным D. В силовом поле адсорбента может происходить сильная деформация макромолекул с искажением их формы. При диффузии макромолекул через пористую среду форма макромолекул становится зависимой от размеров пор D = f d)). Этот эффект можно также учесть, и поэтому применение набора узких фракций полимеров позволяет оценить размеры пори их распределение. [c.305]

В подразд. 5.8 обсуждалась кинетика роста слоя продукта (толщиной х) твердофазной реакции с различными лимитирующими стадиями (диффузия через слой образовавшегося продукта или процессы на границе раздела фаз). Однако на практике обычно кинетику твердофазной реакции рассматривают как функциональную зависимость степени превращения исходных веществ (а) от времени реакции (т). Понятно, что вид этой функции должен определяться не только скоростью роста слоя продукта твердофазного превращения, но и способом организации системы (распределением частиц исходных фаз по размерам, степенью их смешения, формой частиц, наличием открытой пористости и т.д.) и изменением этих характеристик по мере протекания реакции. Это означает необходимость установления связи между степенью превращения исходных веществ и толщиной слоя продукта, изменение которой во времени для плоской системы описывается формулами (5.48) или (5.49). Наиболее простой путь решения данной задачи (послуживший основой для дальнейших уточнений) был предложен В.Яндером и основан на следующих предпосылках [c.210]

Разноречивы мнения о роли твердых частиц в механизме перемешивания газа. Одни [6, 22 считают, что порции газа чисто механически захватываются частицами, движущимися навстречу основному потоку газа, другие [23, 24] указывают на преимущественно адсорбционный характер переноса газа пористыми частицами. Такие выводы сделаны но результатам экспериментов с непористыми материалами. Вероятно, в зависимости от гидродинамического режима (пузырчатый и агрегатный) удельный вес того и другого механизма различен, а в общем рассмотрении оба они имеют место. Так же, как и для твердых частиц, при описании перемешивания газа применяют диффузионную модель, когда степень перемешивания характеризуется через коэффициент осевой эффективной диффузии Величину этого коэффициента определяют опытами с трассирующим газом. При этих опытах на какой-то высоте над газораспределительной решеткой по оси аппарата вводят газ-трассер, например, гелий или углекислый газ. По высоте и радиусу слоя ниже и выше точки ввода трассера отбирают и анализируют пробы газовой смеси. Характер распределения концентраций трассера по разным сечениям иллюстрируют [25] кривые рис. 22. [c.35]

Тепломассообмен. К числу проблем относятся измерение и оценка теплопроводности концентрированных электролитов и составных электродных материалов (включая пористые электроды) изучение теплопереноса через поверхность раздела твердого тела и электролита при наличии плоского источника тепла на этой поверхности раздела определение профиля распределения температур вблизи раздела фаз теплоперенос через поверхность раздела электролита и электрода в присутствии газовой фазы (аналогичный пузырчатому и пленочному кипению н парообразованию) теплоперенос, связанный с процессами диффузии (пар, образующийся в результате реакции, попадает в рабочие компоненты — газ, по- [c.15]

Приведенные выше результаты применимы прежде всего к диффузионной кинетике процессов, лимитируемых диффузией в твердой фазе. Как показали Розен и Шевелев [52, 53], сюда относятся некоторые процессы изотопного обмена, как, например, обмен изотопов кислорода между твердыми окислами и газовой фазой. Формула (II, 100) позволяет, кроме приведенных выше, получать решения и для более сложных нестационарных процессов, где контакт с газовой фазой прерывается и через некоторое время возобновляется вновь, так что начальное распределение для последующих стадий определяется предшествующими. Такого рода расчеты приведены в работе Розена и Шевелева [52]. В работе [53] те же авторы рассчитали влияние распределения зерен по размерам на диффузионную кинетику порошков или пористых сред. Расчеты показали, что в условиях, когда для одних зерен процесс протекает в диффузионной, для других —в кинетической области, полидисперсность может имитировать кинетические закономерности, характерные для неоднородной поверхности. Аналогичных явлений следует ожидать и для процессов поглощения газов тонкодисперсными жидкими каплями, где конвекцией внутри капли можно пренебречь. [c.138]

Неподвижная жидкая фаза удерживается в пористом слое точно так же, как она удерживалась бы в полностью пористой частице однако из-за небольшой толшины пленки удерживаемой неподвижной жидкости имеется важное преимущество с точки зрения характеристики колонки. Размывание полос зависит от времени диффузии разделяемого вещества через пленку неподвижной жидкости, распределенную на [c.105]

В работе [З.Ш] била предложена модель, основанная на бимодальном распределении пор по размерам. Она известна как модель случайной пористой структуры. Предполагалось, что диффузионный поток через бимодальную систему пор — это сумма потоков через микропоры, макропоры и последовательно расположенные микро- и макропоры. Вклад каждого из этих потоков зависит от эффективной площади поперечного сечения для каждого типа пор. Эффективный коэффициент диффузии в соответствии с этой моделью может быть записан следующим образом [c.47]

Исследуется поперечная диффузия гидродинамически нейтральной примеси в зернистом слое, рассматриваемом как совокупность ячеек. Показано, что при больших величинах времени устанавливается нормальный закон распределения концентрации примеси в поперечном направлении, с дисперсией, обратно пропорциональной среднему времени пребывания в ячейке и не зависящей от формы распределения времени пребывания в ячейке. Выведен общий критерий времени установления нормального распределения, который конкретизирован применительно к модели ячеек идеального смешения с различными типами застойных зон. Исследованная схема описывает процессы диффузии в слое пористых и непористых частиц, а также частиц, адсорбирующих примесь, и теплопроводности в зернистом слое в условиях, когда передача тепла через точки контакта незначительна. [c.14]

При увеличении среднего радиуса пор удельная активность контакта проходит через максимум. Показано, что диффузия макромолекул полиэтилена, образующегося на катализаторе, сквозь микропоры затруднена, и непременным условием протекания реакции является дробление зерен контакта. Высказано предположение о взаимосвязи между прочностью и активностью контакта и на базе параллельно проведенных измерений прочности, активности катализатора и распределения поверхности его по радиусам пор предложены количественные критерии оценки величины работающей поверхности и сформулированы требования к оптимальной пористой структуре. [c.260]

В пористых мембранах наиболее важны такие структурные параметры, как размер пор, распределение пор по размерам, пористость и геометрия пор. Они должны учитываться в любой разрабатываемой модели. Селективность таких мембран основывается главным образом на различиях между размерами частицы и поры. Описание транспортных моделей будет включать обсуждение всех этих параметров. С другой стороны, в плотных, непористых мембранах молекула может проникать, только если она растворяется в мембране. Степень такой растворимости определяется сродством между полимером (мембраной) и низкомолекулярным компонентом. Далее, вследствие существования движущей силы компонент переносится от одной стороны мембраны к другой путем диффузии. Селективность в этих мембранах определяется в основном различиями растворимостей и/или коэффициентов диффузии. Следовательно, существенными для скорости транспорта параметрами являются такие, которые дают информацию о термодинамическом взаимодействии или сродстве между мембраной (полимером) и диффундирующим веществом. Взаимодействие между полимерами и газами обычно невелико, тогда как между полимерами и жидкостями часто существуют сильные взаимодействия. Когда сродство в системе увеличивается, полимерная сетка будет обнаруживать склонность к набуханию, и это набухание оказывает значительное влияние на транспорт. Такие эффекты должны рассматриваться при любом описании транспорта через плотные мембраны. [c.226]

ДИАЛИЗ — освобождение коллоидных р-ров и р-ров высокомолекулярных веществ от истинно растворенных в них низкомолекулярных веществ при помощи полупроницаемой мембраны. Д. является методом очистки коллоидных р-ров от примесей электролитов, всегда содержащихся в них. Для проведения Д. между коллоидным р-ром и чистым растворителем, чаще всего водой, помещают пористую перегородку — мембрану, поры к-рой проницаемы для ионов и молекул низкомолекулярных веществ, но ие пропускают коллоидные частицы и макромолекулы. Принцип метода основан на законах диффузии. Через пористую мембрану диффундируют в растворитель ионы и молекулы из коллоидного р-ра и заменяются молекулами и ионами растворителя, также проникающими через мембрану. Распределение (концентрация) ионов электролитов по обе стороны мембраны определяется мембранным раеноеесием,к-рое впервые было описано и теоретически объяснено Ф. Доннаном. Метод Д. впервые был применен Т. Грэмом в середине 19 в. [c.547]

Чтобы установить характер распределения веществ и роль переноса в порах катализатора, предложен метод диафрагм [11]. Для определения диффузии через диафрагмы из пористого катализатора готовят цилиндрическую пластинку заданньк размеров с плоскими параллельными стенками и монтируют ее, в трубке реактора, разделяя последний тем самым на две камеры. Обмен газа между этими камерами возможен только через пластинку путем диффузии газа через ее поры. Эффективный коэффициент диффузии через поры пластинки рассчитывают по уравнению Фика [c.120]

Далее, при 925° реакция также протекает неравномерно по всему стержню. Это объяснить трудно, так как оценка критерия для чисто кинетической зоны показывает, что скорость реакции при этой температуре должна соответствовать зоне I. Это едва ли можно отнести за счет температурного градиента в стержне, так как расчеты переноса тепла показывают, что градиент в стержне пренебрежимо мал [85], для того чтобы доставить необходимое тепло реакции при такой низкой скорости реакции. Более того, так как тепло подводится к образцу извне, минимум температуры на некоторой промежуточной точке радиуса (для того чтобы объяснить минимальное значение скорости реакции на радиус 0,4 см) немыслим. Возможно, предположение о полной внутренней связи пор внутри углеродного стержня неправильно. Если газовый реагент доставляется во внутреннюю область углеродного стержня через большие и маленькие поры, которые не все связаны между собой, то неоднородный профиль пористости при 925° может определяться тем, что в маленьких порах системы реакция протекает в зоне И. В этом случае экспериментальное значение Йэфф> использованное для оценки зоны реакции, определялось бы почти целиком диффузией через систему больших пор и было бы значительно выше того значения, которое нужно было бы использовать для расчета температурной зоны системы малых пор. Если принять, что система пор, через которую проходит газ внутри стержня, ведет себя как система пор с эффективным диффузионным радиусом для всего распределения пор и при этом эффективный коэффициент диффузии для группы пор самых малых радиусов, через которые происходит диффузия, составляет, возможно, одну сотую от коэффициента диффузии для групп самых больших пор, то тогда неоднородная пористость при низких скоростях реакции легко объясняется. Большинство данных, приведенных ниже, необходимо было бы пересчитать, используя распределения поверхности и пористости с коэффициентами диффузии [c.78]

Опыты по изучению нестационарной диффузии в пористом поливинилхлоридном материале проводились следующим образом. Исследуемый образец пористого материала размерами 18x5,5Х Х18 мм, находящийся в полости диффузионной ячейки, в течение более десяти суток насыщался раствором кислоты или соли заданной начальной концентрации. Равномерное распределение концентрации по объему образца проверяли с помощью семи пар платиновых электродов, размещенных по высоте полости ячейки. После этого устанавливалась необходимая для опыта температура на термостате и с помощью распределителя потоков камеры для поддержания граничных условий в канал подавалась циркулирующая термостатирующая жидкость (дистиллированная вода). С момента начала циркуляции жидкости в системе термостат — прибор и до достижения полного термостатирования шток распределителя потоков закрывал центральный канал и жидкость проходила по боковым каналам. При этом, вследствие сохранения в верхней части центрального канала воздушного столба, жидкость не омывала торцы диффузионных ячеек и образцов. По достижении полного термостатирования системы (оно регистрировалось по постоянству температуры жидкости на выходе из распределителя потоков) перекрывались боковые каналы и одновременно открывался центральный канал распределителем потоков. С этого момента, фиксируемого секундомером, начинался процесс диффузии в образце. Через определенные промежутки времени проводились измерения сопротивлений пар электродов с помощью мостовой схемы. [c.137]

Необычно узкое молекулярновесовое распределение полимера, полученного при изменении в широких пределах плотности тока и продолжительности электролиза, по-видимому, противоречит ожидаемому значению молекулярновесового распределения в процессе, при котором имеет место непрерывное медленное введение инициатора в реакционную систему. Авторы предполагают, что узкое молекулярновесовое распределение объясняется диффузией инициатора через пористый осадок полимера, что затрудняет диффузию мономера через образовавшийся полимер в противоположном направлении. Следовательно, живые полимеры не могут непрерывно расти, так как они поглощаются (обволакиваются) новыми порциями образующегося осадка. Этот процесс может ограничивать продолжительность жизни всех растущих цепей, что приводит к образованию полимерных цепей приблизительно одинаковой длины. [c.82]

В практике лаб. исследований, помимо перечисленных вьпие, применяют и др. методы Д. а. Так, уд. пов-сть находят по газопроницаемости слоя анализируемого порошка, фильтруя через него воздух при атм. давлении или в вакууме. Распределение пор по размерам в микропористых телах исследуют методами жидкостной (обычно ртутной) поро-метрии. Дисперсность суспензий и эмульсий определяют по поглощению ультразвука (акустич. метод), по изменению емкости электрич. конденсатора, между пластинами к-рого находятся частицы дисперсной фазы (диэлькометрич. метод), по подвижности заряженных частиц дисперсной фазы в слабом электрич. поле. Свободнодисперсные системы с размерами частиц от 1 до 100 нм анализируют методами диффузии, ультрафильтрации и др. В ряде случаев разл. характеристики дисперсности порошков и пористых тел измеряют по скорости растворения, теплофиз., магн. и др. характеристикам анализируемой системы, связанным с размером частиц дисперсной фазы или межфазной пов-сти. [c.79]

Подпроблемы, требующие разработки оригинальных творческих и экспериментальных методов, следующие диффузия и миграция через дисперсные и полупроницаемые фазы диффузия и проводимость в пористых средах, имеющих источники и стоки заряда и массы проводимость твердых матриц, состоящих из нескольких твердых фаз при произвольном и упорядоченном распределениях механизм переноса газов к поверхности раздела электролит — твердое вещество и от нее к пористой среде учет влияния поверхностного заряда на ионный перенос за счет диффузии и миграции ламинарная и турбулентная свободная конвекция, в том числе в сочетании с направленной конвекцией в произвольно ориентированных электродных конфигурациях изменепне и корреляция (при отсутствии соответствующей теории) коэффициента ионной диффузионной способности, подвижности, вязкости и плотности концентрированных электродов растворимость и диффузия газов в концентрированных электролитах. [c.15]

Непрекращающийся спад тока во времени и его независимость на поздних этапах от гидродинамических условий опыта позволили выдвинуть идею о лимитирующем влиянии стадии переноса йонов электроотрицательного компонента через формирующийся пористый слой [28, 48, 144]. Действительно, так как размер образующихся пор значительно меньше 10 мкм, то конвекция не принимает участия в массопере-носе. Перенос ионов электроотрицательного компонента протекает по механизму молекулярной диффузии, а его скорость уменьшается с увеличением толщины пористого слоя и не зависит от вращения электрода. В таком случае распределение концентрации 0(х, 1) ионов А +, диффундирующих через этот слой, описывается дифференциальным уравнением [c.159]

Эффективный коэффициент диффузии аммиака через невос-становленные диафрагмы из катализатора, спрессованного под разным удельным давлением, изменяется скачкообразно. Он примерно одинаков для диафрагм, спрессованных при удельном давлении 100 и 200 кг/ см , и для диафрагм, спрессованных при давлении 500 и 1000 кг1см . Причем это согласуется с величиной общей пористости и распределением пор по радиусам для этих катализаторов. [c.63]

К содержащимся в табл. 1 данным о структуре мелкопористых стекол добавим, что величину преобладающего радиуса их пор в последовательном ряду образцов можно изменять буквально через 1—3 А. То же относится и к мелкопористым мембранам (см. табл. 2). Некоторые результаты изучения широкопористых мембран методами адсорбции и газового потока, а также измерений скорости диффузии водяных паров [1, 7] приведены в табл. 3. Величина константы газопроницаемости Кг (определяли по скорости течения воздуха при перепаде давления в 1 атм), отнесенная к единице объемной пористости б, оказалась прямо пропорциональной величине радиуса пор (рис. 3). Величина же эффективного коэффициента диффузии йфф водяных паров в пористых стеклах, отнесенная к единице объемной пористости, оказалась линейно зависящей от величины радиуса их пор (рис. 4). Отклонение от теоретически ожидаемой прямой пропорциональности [8] объясняется, очевидно, наличием поверхностной диффузии по стенкам сообщающихся между собой сквозных пор [9] Проведенное Я. Д. Мусиным (ЛТИ им. Ленсовета) изучение некоторых образцов широкопористых стекол при помощи ртутного поромера показывает, что в тех случаях, когда толщина пористой пластинки, обрабатываемой щелочью, не слишком велика, функция распределения объема пор по радиусам оказывается узкой, а распределение однородно. При увеличении же толщины пластинки внутри нее может остаться более мелкопористый слой и она в целом окажется бидисперсной. Наши адсорбционные измерения подтвердили этот результат. Радиус мелких пор найден равным 45—50 А. Методом же вдавливания ртути было получено 50—100 А (табл. 4). Регулирование характера протекания процесса и, следовательно, пористой структуры получаемых изделий можно осуществлять обычным путем посредством изменения соотношения величин отношения констант скорости реакции и диффузии, с одной стороны, и толщины изделия — с другой. [c.170]

Эти опыты показывают, что тепло- и массообмен влажных капиллярнопористых тел с окружающим воздухом имеет свою специфику. Большое значение имеет также расположение зоны испарения в капиллярно-пористом теле, а следовательно, и его структура. Тепло, необходимое для испарения, передается не только через пограничный слой у поверхности тела, а также через очень тонкий слой тела к зоне испарения. Этот тонкий слой имеет капиллярно-пористую структуру, при которой перенос тепла и массы происходит путем теплопроводности и диффузии. Этот перенос массы и тепла через слой тела непосредственно влияет на распределение температуры и концентрации пара в пограничном слое влажного воздуха. Б. М. Смольским [4] было показано, что при одинаковой скорости движения, относительной влажности и температуре воздуха, а следовательно, и одинаковом температурном напоре профили температуры и концентрации в пограничном слое зависят от пористой структуры. В частности, коллоидные тела дают профили 1 у) и р1(у), отличные от профилей для капиллярно-пористого тела. У И. С. Мельниковой было показано, что постоянные Л и Л, входящие в формулу (20), зависят от пористости и капиллярной структуры тела. Поэтому внешний тепло- и массообмен капиллярно- [c.113]