Скорости диффузионных процессов

Для вывода дифференциального уравнения, описывающего кинетику гетерогенно-каталитического процесса в сферической пористой таблетке, используем уравнение баланса реагента А в ее элементарном объеме. Поскольку каждая таблетка в реакторе со всех сторон обдувается газом с постоянной концентрацией реагентов, можно считать, что скорость диффузионного процесса в сферической таблетке будет зависеть только от расстояния г до центра таблетки. Поэтому для упрощения вывода в качестве элементарного объема выбирается объем в виде полой сферы, равный Апг йг. Сферический элементарный объем ограничен двумя сферами с радиусами г и г г. Площадь поверхности первой сферы будет равна 4лг , второй — 4л(г + л) . Приход реагента А в элементарный объем будет определяться диффузией через поверхность сферы с радиусом г + dг. Согласно уравнению Фика количество вещества в потоке будет равно [c.649]

Сероводород, в отличие от двуокиси углерода, не вступает в химические реакции, такие как (III) или (IV), а теряет протон. При абсорбции щелочным раствором сероводород образует ион HS" по реакции переноса протона, которую можно считать мгновенной по сравнению со скоростью диффузионных процессов. [c.156]

При практическом использовании диаграмм состояния учитывают особенности силикатных систем, которые приводят к отклонениям от равновесных состояний. В силикатных системах вследствие высокой вязкости расплавов и малой скорости диффузионных процессов истинное равновесие устанавливается с большим трудом. Это способствует сохранению различного рода неравновесных состояний, переохлаждению расплавов, возникновению стеклообразного состояния. Наиболее отчетливо неравновесные состояния проявляются при охлаждении, осуществляемом со сравнительно высокой скоростью. Возможность фиксации неравновесных состояний при резком охлаждении используется как положительный фактор в производстве стеклоизделий, материалов, содержащих стекловидную фазу, и др. [c.48]

Обычно при низких температурах гетерогенный процесс идет в кинетической области, а при высоких — в диффузионной. Объясняется это тем, что при низких температурах диффузионные процессы протекают значительно быстрее, чем процессы, скорость которых подчиняется уравнению Аррениуса. С повышением температуры скорость последних резко увеличивается, в то время как скорость диффузионных процессов практически не меняется. В результате по достижении некоторой температуры скорости стадий кинетической и диффузионной областей процесса выравниваются. А при дальнейшем повышении температуры скорость стадий кинетической области процесса превышает скорость стадий диффузионной области и он переходит в диффузионную область. При обратном изменении температуры системы происходит обратная смена областей протекания. [c.167]

Независимо от электрохимической природы металлов, наличие окисных пленок на их поверхности (например, на титане, никеле, олове) или диффузионного контроля коррозионного процесса (например, у олова) значительно понижает восприимчивость металлов к действию ингибиторов коррозии, так как ингибиторы практически не адсорбируются на окисленной поверхности металлов, а также не влияют на скорость диффузионных процессов. [c.349]

Для оценки эффективности возможных путей воздействия на скорость гетерогенной реакции очень важно знать, какая из стадий ее является в данных условиях наиболее медленной и, следовательно, определяющей скорость реакции в целом. В одних случаях этой стадией являются процессы диффузии того или другого компонента реакции из объема фазы к поверхности раздела или наоборот. В других —само химическое взаимодействие на поверхности раздела. Различие между этими случаями наиболее сильно проявляется в зависимости скорости реакции от температуры. Скорость диффузионных процессов изменяется с температурой сравнительно слабо (примерно на 1—3% на градус), а скорость химического взаимодействия—значительно сильнее (примерно на 10—30% на градус, в зависимости от энергии активации). [c.489]

Для этого необходимо ознакомиться с уравнениями, описывающими скорости диффузионных процессов. Скорость диффузионного процесса в направлении произвольно выбранной оси I можно описать, используя уравнение Фика [c.649]

Курс лекций сочетается с семинарскими занятиями, на которых студент осваивает рещение конкретных инженерных задач определение скорости химико-технологического процесса с обязательным учетом соотношения скоростей диффузионных процессов и химических реакций, их зависимости от параметров технологического режима. При этом студент приобретает навыки применения формул, соответствующих математическим моделям рассматриваемых реакторов. [c.3]

Зависимость от температуры константы скорости диффузионного процесса определяется выражением [c.375]

Температурный коэффициент скорости диффузионного процесса может быть выражен [c.375]

Скорость диффузионных процессов прямо пропорциональна площади поверхности, участвующей в процессе, и обратно пропорциональна толщине диффузионного слоя [c.165]

При охлаждении аустенит делается термодинамически неустойчивой фазой при температурах ниже 727° С термодинамически устойчив перлит или перлит с избытком феррита или цементита. Чем больше переохлаждение, тем больше разность энергий Гиббса аустенита и перлита, стимулирующая превращение. Но, в то же время, чем больше переохлаждение (т. е. чем ниже температура), тем медленнее протекает диффузия атомов. В результате одновременного действия этих противоположных тенденций скорость превращения аустенита в перлит оказывается максимальной при небольших переохлаждениях, т. е. при медленном понижении температуры. При больших же переохлаждениях, при быстром снижении температуры, скорость диффузионных процессов приближается к нулю и превращение становится невозможным. Однако кристаллическая решетка же,леза перестраивается при любой скорости охлаждения, так что в результате понижения температуры 7-железо превращается в /3- и а-железо. Таким образом, в основе закалки стали лежит превращение аустенита в пересыщенный твердый раствор углерода в а-железе. Эта фаза носит название мартенсита, будучи термодинамически неустойчивой, она не находит отражения на диаграмме состояния. [c.626]

На основе определения скорости диффузии была вычислена величина толщины б переходного слоя, для которой получены вполне реальные значения 0,02—0,05 мм. Этот факт имеет существенное значение для подтверждения диффузионной теории растворения. В пользу диффузионного механизма процесса говорят и такие факты, как малая зависимость скорости растворения от природы растворяемого вещества и силы кислоты, незначительный температурный коэффициент диффузии и т. д. Скорость диффузионных процессов при повышении температуры на один градус растет на 1—3%. [c.228]

Таким образом, скорость реакции образования сульфоалюмината кальция, представляющей собой взаимодействие твердых фаз, лимитируется как кинетикой химического взаимодействия, так и скоростью диффузионного процесса на энергию активации этой реакции оказывает влияние реакционная способность реагирующих компонентов, состояние их поверхности, соотношение исходных компонентов. [c.181]

Как известно из огромного опыта, накопленного химией, с увеличением молекулярной массы химических соединений подвижность их молекул уменьшается. Полезно подчеркнуть, что устойчивость высокомолекулярных соединений, особенно органических, является следствием не низкого термодинамического потенциала (т. е. малого запаса свободной энергии), а малой подвижности громоздких макромолекул и малой скорости диффузионных процессов. Всякие же физико-химические изменения тел — плавление, растворение, кристаллизация, испарение, деформация — неизбежно связаны с перемещением молекул. Для химических превращений, которые невозможны без непосредственного контакта между молекулами реагирующих веществ, тем более требуются перемещения, диффузионное проникновение одного компонента в массу другого и пр. Естественно, что небольшие молекулы низкомолекулярных соединении, будучи значительно подвижнее макромолекул, гораздо легче подвергаются химическим и физико-химическим превращениям. В температурных условиях земного шара только высокомолекулярные тела достаточно стойки к химическим и физико-химическим превращениям. Долговечность объектов живой и мертвой природы была бы ничтожной, если бы они состояли из низкомолекулярных соединений. [c.16]

Прежде всего необходимо отметить, что адсорбционные процессы в твердых телах, как правило, реализуются в неравновесных условиях из-за малой скорости диффузионных процессов равновесие между объемом зерен м их границами устанавливается крайне медленно. Другой особенностью адсорбции на границах зерен в реальных поли-кристаллических телах является широкий спектр значений энергий ад- [c.93]

Влияние температуры отпуска на склонность к МКК связано в основном с ее влиянием на скорость диффузионных процессов, определяющих кинетику образования новых фаз, появление структурной и химической неоднородностей и выравнивание концентраций компонентов по границам и телу зерна, а также создание и релаксацию напряжений в районах выделения новых фаз. С повышением температуры отпуска время до появления и исчезновения склонности к МКК резко сокращается. Каждой температуре соответствует определенное минимальное время появления в стали склонности к МКК. Длительность этого отпуска имеет большое значение для определения допустимой продолжительности технологических нагревов материалов. [c.48]

Простейший концентрационный преобразователь — электрохимический диод — представляет собой миниатюрную электрохимическую двухэлектродную ячейку из инертного материала (стекла, пластмассы и т. п.), заполненную раствором, который содержит окисленную и восстановленную формы вещества (рис. 1Х.8,а). Предположим, что поверхность одного электрода 31начительно меньше поверхности другого. При поляризации такой системы протекающий через нее ток лимитируется процессами на маленьком электроде. Если концентрация одной из форм, иапример окисленной, значительно меньше концентрации другой формы (в 10—100 раз), то описанную ячейку можно использовать для выпрямления тока. Действительно, при катодной поляризации на микроэлектроде реагируют частицы Ох с малой концентрацией и ток, протекающий через диод, мал. При изменении полярности на малом электроде реагирует вещество Red с большой концентрацией и через диод проходит большой анодный ток. Таким образом, выпрямительные свойства диода проявляются при различных размерах поверхностей электродов и при различных концентрациях окислителя и восстановителя. Такой диод позволяет выпрямлять токи низких и инфранизких частот. Эта особенность связана с низкой скоростью диффузионных процессов в жидкой фазе. Продукт электродного процесса накапливается вблизи поверхности малого электрода и при быстрой смене полярности не успевает уходить в раствор. В результате с ростом частоты переменного тока коэф-18 267 [c.267]

Усиление коррозионного воздействия двойных сульфатов на металлы связывают также с их относительно низкими температурами плавления (550—700 °С). Увеличение скорости диффузионных процессов в расплавах, а также их флюсующие свойства способствуют росту скорости коррозионных процессов. [c.225]

Значительно большее время насыщения АСПО обратных эмульсий по сравнению с чистым Дистиллятом можно объяснить замедлением скорости диффузионных процессов в зоне контакта растворителя с отложениями ввиду повышенной вязкости обратных змульсий, которая на два порядка в этом случае выше, чем вязкость дистиллята. [c.169]

Движущая сила и скорость диффузионных процессов [c.462]

Для ряда хорошо исследованных каталитических процессов коэффициент запаса можно приближенно определить по известным значениям параметров, определяющих скорость диффузионных процессов. Для этого нужно знать коэффициенты диффузии газов в потоке Di и в порах контактной массы при известных размерах зерен и их пористости, определяемой соотношением кажущейся р и истинной ри плотности. Также должны быть известны радиусы основных пор Гш, скорость обтекания зерен газом гОи, отравляемость катализатора а. [c.250]

Результаты гетерогенных реакций взаимодействия углерода с газами зависят от кинетики этих реакций и скорости диффузионных процессов. За счет молекулярной и турбулентной диффузии осуществляются подвод к поверхности частиц угля газообразных компонентов и отвод с поверхности частиц продуктов реакций (рис. 3.11). [c.67]

Для делигнификации древесины необходимо не только фрагментировать сетку лигнина и освободить его от связей с углеводами, но и создать в древесине достаточно развитую капиллярную систему для обеспечения проникновения реагентов и вывода продуктов, сообщить лигнину гидрофильные свойства и растворить продукты деструкции лигнина. На делигнификацию древесины в значительной степени влияют пути и скорости проникновения химических реагентов в клеточную стенку. Имеются два различных механизма движения варочных реагентов проникновение вместе с варочным раствором в пустоты древесины на стадии пропитки древесины диффузия реагентов из варочного раствора в воду, содержащуюся в древесине, под влиянием градиента концентрации. Поскольку коэффициент диффузии в жидкостях и твердых материалах невелик, скорость диффузионного процесса ниже скорости пропитки древесины. При варке реагенты, поступившие в древесину при пропитке, быстро расходуются при повышении температуры. Далее реагенты вводятся в щепу диффузией. Варочные процессы относятся к гетерогенным процессам, при которых возможны различные топохимические эффекты, обусловленные надмолекулярной структурой клеточных стенок и микроструктурой древесины, влияющими на скорость диффузии реагентов и продуктов реакций. Задержка в поступлении реагентов может привести к нежелательным процессам, что следует учитывать при составлении режима варки. [c.463]

Продолжительность экстракции лимитируется временем, необходимым для достижения равновесного состояния. Она зависит от скорости диффузионных процессов. Это значит, что на продолжительность экстракции влияют свойства сырья, температура, способ экстракции, а также конструкция аппарата. [c.113]

Химическая реакция может рассматриваться как мгновенная всякий раз, когда ее скорость очень велика по сравнению со скоростью диффузионных процессов например, ионная реакция, которая заключается только в обмене протона. Такие режимы могут встречаться при абсорбции кислоты сильной щелочью, например, при абсорбции НгВ растворами NaOH или при абсорбции основания сильной кислотой — при абсорбции ЫНз растворами Н2804. В разделе 5.5 будут обсуждены математические условия, при выполнении которых применима теория мгновенной реакции к любому конкретному случаю. [c.58]

Чистые и особо чистые углеграфитовые материалы достаточно широко используется как при научных исследованиях, так и в промышленном производстве. Необходимая степень чистоты используеых материалов определяется конкретными условиями их применения и может бьггь достигнута методами термической или термохимической (ТХО) очистки. В частности, используемые для эмиссионных исследований спектральные углеграфитовые электроды различных марок могут быть получены только с использованием ТХО, предполагающей термообработку при температуре до 2700-3000°С в хлоро-фторной среде. Известно, что степень ТХО в значительной степени определяется скоростью диффузионных процессов в объеме очищаемого материала, в том числе скоростью обратной диффузии примесей в очищенный материал из окружающей среды в процессе охлаждения (так называемое обратное загрязнение). Таким образом, варьируя условия проведения ТХО, можно получить углеграфитовые материалы с различной степенью чистоты. [c.104]

Прежде всего необходимо отметить, что адсорбционные процессы в твердых телах, как правило, реализуются в неравновесных условиях из-за малюй скорости диффузионных процессов равновесие между объемом зерен и их границами устанавливается крайне медленно. Другой особенностью адсорбции на границах зерен в реальных поликристаллических телах является широкий спектр значений энергий адсорбции примеси. Это связано как с резким отличием энергий границ по-разному ориентированных зерен (см. гл. I, 2), так и с неоднородностью самих границ, т. е. с наличием дефектных участков с неодинаковой плотностью энергии и даже пустот разного размера. При этом для адсорбции примесей на границах зерен характерна значительная избирательность. Одной из ее причин является преимущест- [c.114]

Сущ ествеппо, что уравнениям, сходным с уравнением (V.28), подчиняется скорость адсорбции и скорость растворения твердых веществ в жидкостях. Это сходство пе случайно. Как известно, и скорость адсорбции, и скорость растворения твердого вещества определяются скоростью диффузионных процессов. [c.154]

В качестве растворителей используют воду и такие органические вещества, как спирты (глицерин, этиленхликоль, этиловый и метиловый спирты), безводная уксусная кислота, метилформамид и др. С одной стороны, растворитель регулирует скорость диффузионного процесса. С другой стороны, он влияет на силу растворенных электролитов и их окислительную способность. [c.103]

Поверхность раздела между двумя твердыми фазами сходна пО строению с границами зерен в однокомпонентных твердых телах (см. с. 29). Основное отличие заключается в том, что граница зерна в поликристалле принципиально термодинамически неравновесна, тогда как граница раздела двух разнородных твердых фаз может быть равновесной, хотя из-за кинетических затруднений, связанных с малой скоростью диффузионных процессов в твердых телах, такое равновесное состояние часто не достигается. [c.83]

Помимо температуры и давления, как уже указывалось, например для гетерогенных процессов, значительное влияние на скорость реакции могут оказывать скорости диффузионных процессов, характеристики применяемых катализаторов и др. В общем. случае нужно иметь в виду, что число факторов, от которых зависит скорость реакции, нельзя ограничивать перечисленными. Например, присутствие небольших количеств примесей, чайТо случайного характера, изменение материала аппаратуры, изменение поверхностных условий протекания процесса и т. д. могут вызвать изменение не только скорости процесса, но и самого характера его протекания. [c.17]

Слюда как минерал слоистой структуры имеет особо важное значение. Мусковит, представляющий собой силикат кальция и алюминия, является почти единственно применяемой разновидностью этого минерала. Пластинки или чешуйки слюды весьма гибки и упруги, обладают высокими электроизоляционными характеристиками, а также термостойкостью. Наполненные слюдой компаунды применяются в электротехнике для коллекторов и т. и. Кроме высоких электрической прочности и термостойкости эти компаунды обладают низкой удельной теплопроводностью, малым во-допоглощением и очень хорошей химической стойкостью, поскольку скорость диффузионных процессов заметно снижается за счет слоистой структуры наполнителя. [c.153]

Совместное воздействие газовой среды, состоящей из оксидов серы, воздуха и водяного пара, вызывает более интенсивную коррозию металлов, чем каждого из указанных газов в отдельности. Увеличение содержания серы в топливе, дающем газообразные продукты сгорания (например, легкое дистиллятное топливо), приводит к увеличению скорости коррозии сталей, но далеко не во всех случаях. Влияние содержания серы в топливе возрастает при повышении температуры и повышении концентрации никеля в сплаве. О роли указанного фактора можно судить по данным о коррозии аустенитных сталей 08Х18Н10Т и Х23Н18 в продуктах сгорания дистиллятных топлив с различным содержанием серы. Опыты продолжительностью 100 ч при 800 °С показали, что удельная потеря массы указанных сталей при содержании в топливе 0,31 0,41 и 0,96 % серы равняется соответственно 0,79 0,87 и 1,04 мг/см и 0,49 0,61 и 0,70 мг/см [1]. Увеличение скорости коррозии сталей в продуктах сгорания топлива с повышенным содержанием оксидов серы вызвано образованием сульфидов металлов (Ре5, N1382 и др.) на их поверхности. Присутствие же сульфидов в поверхностной пленке продуктов коррозии приводит к увеличению скорости диффузионных процессов, происходящих в ней. [c.221]

Кинетика Н. определяется сродством жидкости к полимеру и скоростью диффузионных процессов. В пористых полимерах Н. ускоряется в результате капиллярного проникновения в ннх жидкости. В полимерах, сохраняюпщх внутр. напряжения, наблюдается временное превышение степени набухания над ее равновесным значением. Н. в жидкостях, неограниченно совместимых с полимером, приводит к его полному растворению и переходу в вязкотекучее состояние (см. Растворы полимеров). [c.164]

Применение высоких давлений заставляет вносить коррективы при выборе оптимальной скорости потока в адсорберах. Увеличение давления вызывает замедление скорости диффузионных процессов при адсорбции, турбулизацию потока, увеличение ныления и уноса адсорбента. Вследствие этого рекомендуется ограничивать скорость газового потока в адсорберах с активным углем и другими адсорбентами в зависимости от давления, как это показано на рис. 7,9 [9]. [c.175]

Исходя из электрохимического механизма реакции гидрирования N0 на поверхности платины, был предложен оригинальный способ интенсификации этого процесса [18]. Задача увеличения скорости диффузионного процесса может быть решена снижением толщины диффузионного слоя Это возможно в результате применения реактора с мешалкой, а также увеличения давления или интенсивности перемешивания Инженерные решения представляются достаточно сложными, в связи с чем предлагается иной путь. При переходе от полностью погруженной к частично погруженной в реактор поверхности платины можно интенсифицировать процесс за счет образования выше мениока очень тонкой пленки жидкости Чтобы исключить явление высыхания пленки из-за накопления на ней солей, артор предложил использовать локальный подогрев частично погруженного электрода. [c.141]

Практически равновесное содержание влаги в полиамидах достигается довольно редко, поскольку сорбция влаги является относительно медленным диффузионным процессом. Полиамидные детали, к которым предъявляется требование неизменности их геометрических размеров при эксплуатации, должны подвергаться предварительной обработке для достижения равновесного влагосодержания в материале в условиях, близких к реальным условиям эксплуатации изделий. Неполного кондиционирования вполне достаточно для деталей, работающих в атмосфере, относительная влажность которой изменяется в пределах от 20 до 70%, поскольку относительно малые скорости диффузионных процессов в полимерах обеспечивают относительно небольшое изменение размеров детали при резких перепадах климатических условий. Полное насыщение влагой необходимо для детален, работающих в водной среде. Способы кондиционирования изделий из полиамидоэ описаны в гл. 4- [c.138]

Исследования, выявляющие медленную стадию процесса, показали следующее. Стационарный потенциал никелевого электрода мало зависит от концентрации сульфаминовокислого никеля (50—600 г/л) и колеблется при этом в пределах от - -0,050 до —0,070 В. При перемешивании стационарный потенциал, как правило, уменьшается примерно на. 0,05 В это свидетельствует о том, что он зависит от побочного процесса, в большей или меньшей мере определяемого скоростью диффузии. При перемешивании электролита плотность тока увеличивается на 10—20 % в потен-циостатических условиях колебания плотности тока нерегулярны, эти колебания невелики по амплитуде, поэтому можно полагать, что скорость диффузионных процессов превосходит скорость других реакций, определяющих кинетику катодного восстановления. Восстановление никеля происходит одновременно с восстановлением водорода (ВТ 95 %). На поверхности катода происходит адсорбция анионов сульфаминовой кислоты. Содержание серы в осадках — до 0,008 %. [c.135]

С повышеппем температуры увеличивается не только скорость диффузионного процесса. Падающая ветвь на изобаре адсорбцпн азота (рис. 8.15) объясняется уменьшением не скорости, а равновесной величины адсорбции.— Прим. перев. [c.685]