Концентрации реагентов градиент

В общем случае поперечная диффузия уменьшает колебания концентрации по поперечному сечению и, следовательно, приближает параметры реактора вытеснения к параметрам, которые имели бы место в реакторе идеального вытеснения. Влияние продольной диффузии противоположно, поскольку концентрация реагента уменьшается от входа в реактор к его выходу. Направление продольного градиента концентрации таково, что, благодаря диффузии, реагент перемещается к выходу из реактора несколько быстрее, чем это имело бы место, если бы он перемещался с основным потоком. [c.59]

Исследованиями сотрудников Уфимского нефтяного института установлено, что закачиваемые в нефтяной пласт ПАВ влияют не только на процессы, связанные с молекулярно-поверхностными свойствами границ раздела систем нефть — вода — порода, но и на объемные свойства вытесняемой нефти. В результате диффузии в нефти концентрируется определенное количество ПАВ, поступающего в пластовую систему с водой. Лабораторные исследования показывают, что растворение неионогенных ПАВ типа ОП-Ю или ОП-4 в нефти изменяет ее вязкостную характеристику аномально высокие значения вязкости нефти наблюдаются при значительно меньших градиентах давления. Влияние концентрации реагента ОП-4 в нефти на ее реологические свойства показано в табл. 22. [c.86]

Эта модель удовлетворительно описывает процессы в адиабатическом слое катализатора при допущениях градиенты температур внутри зерен катализатора незначительны химические процессы на внутренней поверхности зерен и диффузионные процессы внутри пористых зерен квазистационарны по отношению к процессам переноса в газовой фазе процессы межфазного тепло- и массообмена настолько интенсивны, что температура и концентрация реагента в твердой и газовой фазе неразличимы. [c.309]

Обозначения Т, Гщ, Го — температуры слоя, на входе в слой и начальная с, Сщ, Со — соответствующие значения концентрации реагента в газовой смеси в слое на входе и начальное ц — линейная скорость потока газовой смеси, отнесенная к полному сечению слоя W T, с) —скорость химической реакции АГа — адиабатический разогрев смеси при полной степени превращения I, L —текущая и общая длина слоя катализатора Я — эффективный коэффициент продольной теплопроводности слоя Сел — средняя объемная теплоемкость слоя катализатора Ср — средняя объемная теплоемкость реакционной смеси е — пористость слоя катализатора у = = Ср + Ссл D — эффективный коэффициент диффузии реагента в газовой смеси. Эта модель удовлетворительно описывает процессы в адиабатическом слое катализатора при таких предположениях градиенты температур внутри зерен катализатора незначительны химические процессы па внутренней поверхности зерен и диффузионные процессы внутри пористых зерен квазистационарны по отношению к процессам переноса в газовой фазе процессы межфазного тепло- и массообмена настолько интенсивны, что температура и. концентрация реагента в твердой и газовой фазе неразличимы. [c.100]

Возможность торможения в газовой пленке может быть грубо оценена также вычислением величины концентрационного градиента между свободным объемом реагента в реакционной среде и реагента на поверхности гранулы катализатора. Если он составляет величину, которая больше нескольких процентов от концентрации реагента в основной массе среды, то, вероятно, имеет место торможение в газовой пленке. Концентрационный градиент зависит от природы реагирующих веществ и степени турбулентности. Влияние турбулентности изменяется для различных систем, но для оценки его значения имеются достаточно точные экспериментальные данные. Эта оценка была предложена Уилером [8], который показал, что для реакции, которая полностью лимитируется диффузией, константа скорости составляет [c.51]

В целях получения равномерного осаждения ПУ оно проводится в течение длительного времени при относительно малых концентрациях газа и его высокой турбулентности. Один из путей сокращения градиентов концентрации реагента заключается в проведении процесса в кипящем слое графитовых частичек [7-57]. Это снижает толщину слоя газа реагента и развивает поверхность отложения. В результате снижается скорость осаждения ПУ в порах. [c.459]

Если в результате недостаточно интенсивного перемешивания или недостаточной скорости диффузии реагентов к поверхности раздела фаз и продуктов реакции от поверхности раздела фаз в системе возникает градиент концентрации реагентов или продуктов, то скорость может оказаться и не пропорциональной 5/1/. Поэтому строго можно утверждать лишь, что скорость гетерогенного гомофазного процесса зависит от отношения величины поверхности раздела фаз, на которой проходит химическое превращение, к объему реакционной смеси, не оговаривая при этом вид зависимости. [c.36]

Кинетика химических реакций изучается в специально созданных условиях, при которых процессы массо- и теплопереноса не искажали бы протекания химического процесса. Реакция проводится в изотермических условиях, когда скорость теплопереноса и теплоотдачи в системе много больше скорости выделения или поглощения теплоты вследствие протекания химической ракции. Реагенты смешиваются заранее, так что концентрация реагентов одинакова по объему реактора. Если система двухфазная, то интенсивное перемешивание обеспечивает очень быстрый массоперенос, так что не возникает градиент концентраций. [c.313]

Отношение градиента средних концентраций реагента внутри пор к концентрации иа входе будет иметь вид [c.179]

При не слишком высоких температурах возникает градиент концентрации реагента внутри частицы этот случай представляет большие трудности для анализа. [c.412]

При течении реагирующей смеси через стационарный слой катализатора на каждой грануле последнего возникает некоторый градиент давления. Это создает дополнительные возможности для проникания газа внутрь гранулы. При малых размерах пор скорость проникания реагента в пору в результате совместного воздействия гидродинамического потока и диффузии пропорциональна произведению эф и концентрации реагента у поверхности. Легко показать, что составляющая, обусловленная градиентом давления, в этих условиях пренебрежимо мала по сравнению с диффузионным потоком. Этот фактор может иметь существенное значение только для очень крупных пор. [c.80]

Описанный опыт можно провести с одиночной гранулой, проволокой или сеткой из каталитически активного материала. Однако ссли его проводить в реакторе со стационарным слоем, то увеличение линейной скорости в большинстве случаев не дает четких результатов. В этом случае, если градиент концентрации реагента по слою значителен, увеличение расхода может привести к увеличению истинной скорости реакции из-за повышения средней концентрации. При этом условия массообмена могут вообще остаться без изменений. Разделить два этих эффекта трудно даже для тех редких случаев, когда истинная кинетика проста и хорошо изучена. [c.88]

Для устранения недостатков обычных реакторов проточного метода нами предложена конструкция блочного многоканального изотермического реактора, моделирующего промышленный конвертор, с длиною слоя катализатора 150—300 см. Благодаря высокой теплопроводности металла, из которого изготовлен блок, поддерживается изотермичность по длине и сечению слоя катализатора. Условия катализа в реакторе соответствуют методу идеального вытеснения. Возможность определения концентрации реагентов в десяти точках по длине слоя катализатора позволяет получить вид кинетического уравнения и решать задачи оптимизации. Кроме того, разработана конструкция блочного капсульного однорядного реактора метода идеального вытеснения, предложенного М. И. Темкиным с сотрудниками [3, 4]. Реактор представляет собой металлический блок, размером 7X7 см, с семью каналами, в которые помещаются капсулы из того же металла. В каналах капсул в один ряд располагаются зерна исследуемого контакта и теплоносителя. В однорядном слое контакта контролируется изотермичность и определяются градиенты концентраций, что позволяет определять вид кинетических уравнений. [c.102]

Неравновесные методы этого типа полезны лишь в том смысле, что они количественно характеризуют влияние переноса вещества. Перенос вещества может осуществляться тремя путями конвекцией, миграцией и диффузией. Строгая количественная оценка конвекционных процессов может быть сделана только при использовании вращающегося дискового электрода . Во всех других случаях нужно стремиться устранять конвекцию, которая может быть обусловлена механическим перемешиванием или градиентами плотности. Нельзя также количественно учесть и влияние миграции ионов, поэтому и ее нужно избегать. Это достигается добавлением электролита, являющегося в условиях опыта индифферентным концентрация его должна намного превышать концентрацию реагирующего вещества. Такая мера эффективна, поскольку в грубом приближении скорости миграции всех ионов одинаковы и поэтому раствор в целом должен оставаться нейтральным. Если реагирующие ионы составляют один процент ионов данной полярности, то обусловленный ими миграционный ток составляет 1%. Ток же реакции обусловлен только разрядом реагирующего вещества на электроде. При отсутствии конвекции и миграции реагент может переноситься к электроду только путем диффузии. Этот процесс количественно описывается законами диффузии Фика из первого закона, имеющего наиболее важное применение, следует, что скорость диффузии, а следовательно, и ток прямо пропорциональны градиенту концентрации. Если электродная реакция идет достаточно долго и с достаточно большой скоростью, концентрация реагирующего вещества вблизи электрода становится равной нулю, ток же будет пропорционален объемной концентрации реагента и не будет зависеть от потенциала. [c.13]

Внешняя диффузионная область наблюдается в тех случаях, когда скорость диффузии реагентов даже к легко доступным участкам катализатора (наружной поверхности гранул или к стенке) меньше скорости реакции на этих участках. При этом кинетические закономерности определяются законами транспорта вещества к поверхности катализатора. Градиент концентрации реагентов в газовой фазе велик, а катализ осуществляется на внешней поверхности гранул. [c.65]

Внутренняя кинетическая область (к которой только и относятся данные предыдущих параграфов гл. III) наблюдается в тех случаях, когда скорость транспорта реагентов к самым труднодоступным участкам поверхности катализатора превышает скорость химической реакции. Явления диффузии не искажают кинетические закономерности, относящиеся к адсорбции или катализу. Эффективна вся поверхность катализатора. Градиенты концентрации реагентов в газовой фазе и в порах катализатора невелики. [c.66]

Внешняя кинетическая область отвечает тем случаям, когда скорость диффузии к внешней поверхности гранул достаточно велика по сравнению со скоростью реакции на поверхности гранул, а эта последняя, в свою очередь, так велика, что основная масса реагентов претерпевает превращение на внешней поверхности гранул катализатора. Кинетические закономерности не осложнены диффузионными эффективно работает только внешняя поверхность гранул катализатора. Градиенты концентрации реагентов в газовой фазе малы, но они велики в устье пор катализатора. [c.66]

Факторами, которые влияют на флокуляцию практически одинаково в лабораторных и производственных условиях, являются время реакции (время пребывания), распределение энергии перемешивания, свойства раствора и концентрация реагентов. При этом, поскольку сопоставляются непроточная и проточная системы, сравнение времени пребывания оказывается затруднительным. Сложно определить и средний расход энергии на перемешивание на единицу объема реактора в процессах, зависящих от потока. Трудно также количественно отразить пристеночные эффекты, концентрационные флуктуации и градиенты концентрации. Можно ли пренебречь этими эффектами во все моменты времени, будет выяснено лишь после тщательной оценки конкретной ситуации. [c.175]

Градиент концентрации в застойной пленке толщиной 5 может значительно отличаться от нуля еще до того, как концентрация реагента в твердом теле будет равна нулю. Это приводит к исчезновению зоны Пик увеличению переходной области между зонами I и П1. Эта картина наиболее вероятна, когда газовый поток обтекает образец с небольшой скоростью (5 становится больше) и когда образец состоит из небольших частиц, т. е. отношение внешней поверхности к объему становится большим и вероятность того, что концентрация реагента достигнет нулевого значения в частице, становится меньше. [c.53]

Основная причина этого расхождения связана с тем, что даже в отсутствие внешнего размешивания в любой жидкости всегда образуются самопроизвольные жидкостные потоки, например, под влиянием градиентов плотности, вызванных местными колебаниями температуры или концентрации. Это явление получило название естественной конвекции. Во время протекания электрохимических реакций естественная конвекция усиливается, так как вблизи поверхности электродов концентрации реагентов меняются и, кроме того, выделяется теплота. Особенно сильно влияет на естественную конвекцию газовыделение во время реакции. [c.85]

Влияние скорости реакции на структуру факела наиболее отчетливо проявляется в начальном участке. Именно здесь концентрация реагентов в зоне горения относительно велика. Это связано с резким ростом интенсивности подвода компонент (ростом градиентов концентрации) при приближении к устью течения. При конечной скорости реакции это сопровождается расширением реакционной зоны и возрастанием в ней концентраций реагирующих компонент. Существенно, что при характерных для реальных пламен значениях параметров процесс го- [c.58]

Скорость химической реакции определяется концентрацией газового реагента у поверхности. Очевидно, что концентрация у поверхности будет изменяться во времени до тех пор, пока скорости реакции и диффузии будут отличаться друг от друга. Если, например, скорость диффузии больше скорости реакции, концентрация реагента у поверхности будет возрастать во времени. При этом скорость диффузии будет снижаться (из-за уменьшения градиента концентрации), а скорость реакции — увеличиваться. При наличии таких связей со временем установится стационарная концентрация реагента у поверхности катализатора, а скорости реакции и диффузии будут равны. При этом установится распределение концентраций реагента в плоскости нормали к поверхности катализатора, показанное на рис. 72, а. [c.291]

Третье граничное условие вытекает из факта (принимаемого в большинстве случаев) нелетучести реагента, который таким образом не переходит через границу раздела из жидкости в газовую фазу. Следовательно, согласно уравнению (1,1), градиент концентрации реагента должен быть равен нулю при д = 0. Единственное исключение возможно при условии, что реагент мгновенно прореагирует по достижении поверхности. Тогда, как уже говорилось выше, у границы раздела фаз будет скачок градиента концентрации компонента, т. е. градиент может быть конечным в любой точке, не лежахцей на поверхности, но обращается в нуль на самой поверхности (см., например, раздел III-5-6). [c.24]

Прежде чем рассматривать данный метод по существу, необходимо упомянуть, какую цель преследовал Бейрон. Дело в том, что любое допущение об изменении температуры по поперечному сечению неизбежно влечет соответствующее допущение о поперечной диффузии реагента. Высокая температура и большая скорость реакции в центральной части цилиндрического реактора приводит к быстрому расходованию реагентов в этой зоне. Тем самым создаются предпосылки для резкого изменения поперечных градиентов концентрации, которые приводят к радиальной диффузии реагента и продукта реакции соответственно к центру и периферии потока. Если бы не существовало этих диффузионных потоков между центральными и периферийными зонами, то центральные зоны стали бы почти неактивными вследствие того, что на некотором расстоянии от входа в реактор концентрация реагента упала бы почти до нуля (рис. 11). Очевидно, любой метод расчета, учитывающий поперечные колебания температуры без одновременного рассмотрения поперечной диффузии, дает завышенные размеры реактора. [c.55]

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]

Исследование гетерогенных химических реакций проводят в проточно-циркуляционных установках, представляющих собой реакторы с малой степенью превращения вещества С,- и с принудительной щирк ляцией реагентов. Режим циркуляции выбирается таким, чтобы в объеме реактора практически отсутствовали градиенты температуры и концентраций. В процессе проведения экспериментов изменяют начальные концентрации реагентов jo, время пребывания 0 остается постоянным. Скорость реакции по веществу С,- в проточно-циркуляционном реакторе определяется по формуле (X. 1,а), результаты экспериментов представляются таблицей соответствий ( . / = U 2,. .., п Я, = 1, 2,. .., d). [c.256]

Необходимые условия корректности Д. п. м. 1) значит, превышение концентрации атмосферного реагента над концентрацией реагента, вводимого в зону р-ции 2) достаточно малая линейная скорость потока вводимого реагента, обеспечивающая практически во всей зоне р-ции диффузионный массоперенос 3) для термометрич. варианта-отсутствие хим. и неконтролируемых физ. возмущений в зоне р-ции ти введении в нее датчика т-ры. ДИФФУЗИОФОРЕЗ, см. Электроповерхностные явления. ДИФФУЗИЯ (от лат. diffusio-распространение, растекание, рассеивание), перенос частиц разной природы, обусловленный хаотич. тепловым движением молекул (атомов) в одно-или многокомпонентных газовых либо конденсир. средах. Такой перенос осуществляется при иаличии градиента концентрации частиц или при его отсутствии в последнем случае процесс наз. самодиффузией (см. ниже). Различают Д. коллоидных частиц (т. наз. броуновская Д), в твердых телах, молекулярную, нейтронов, носителей заряда в полупроводниках и др. о переносе частиц в движущейся с определенной скоростью среде (конвективная Д ) см. Массообмен, Переноса процессы, о Д. частиц в турбулентных потоках см. Турбулентная диффузия. Все указанные виды Д. описываются одними и теми же феноменологич соотношениями. [c.102]

Рассмотрим, напр., возможные макрокинетич. режимы гомогенной необратимой р-ции второго порядка между в-вами А и В, к-рая протекает в конденсир. фазе I, находящейся в контакте с газовой фазой II. Один из реагентов, напр. А, нелетучий и до начала р-ции равномерно распределен в конденсир. фазе I, реагент В находится в газовой фазе II и поступает в фазу I через границу раздела, на к-рой практически мгновенно устанавливается межфазное равновесие, т. е. стадия растворения В является быстрой . Перенос обоих реагентов в фазе I осуществляется по механизму мол. диффузии с коэф. Од и Он соотв. при Од < Од р-ция протекает при наличии градиентов концентраций А и В в фазе I. В простейшем случае система характеризуется единств, линейным масштабом L, определяемым как объем фазы I, приходящийся на единицу пов-сти раздела фаз. Обозначим через Л характерное время р-ции по реагенту А при равновесной концентрации реагента В, характерное время р-ции по реагенту В при исходной концентрации реагента А в фазе I. При расходование В в результате хим. р-ции не влияет на его диффузию в глубь фазы I и результирующий процесс происходит в нестационарном режиме абсорбции В. При за время 1 устанавливается характерная глубина проникновения р-ции [c.634]

При наличии в фазе 1 наряду с мол. диффузией реагентов их конвективного перемешивания с эффективным коэф. массопереноса зфф и характерным временем = L градиенты концентраций реагентов сосредоточены №лизи пов-сти раздела фаз внутри диффузионного пограничного слоя толщиной Lo = Ов/Изфф L. Если L ,. р-Ция протекает во всем объеме фазы I в кинетическом (при /f) или диффузионном (при / ) режиме и практически не влияет иа скорость поглощения В фазой I. В случае быстрой р-ции (L, < Ьо) область ее протекания L, уменьшается, а скорость абсорбции увеличивается с уменьшением (пленочный режим) в пределе лимитирующей стадией всего процесса может стать диффузионный перенос В в фазе II. [c.634]

На принципе дифференциального реактора основаны проточноциркуляционные схемы с дополнительной турбулизацией потока (рис. 18, б). В такой системе практически нет градиентов концентрации в слое катализатора и в то же время обеспечивается более ощутимая разность между входной и выходной концентрациями реагента. В проточно-циркуляционной системе достигается полное перемешивание газового потока за счет циркуляции реакционной смеси через катализатор в замкнутом объеме при непрерывном поступлении и выводе газового потока (скорость циркуляции значительно превышает скорость поступления и вывода потока и обычно > 20). [c.83]

Если фронт пламени в волне горения сильно искривлен или если рядом с фронтом пламени находятся тела, поглощающие тепло, то анализ процесса горения оказывается очень сложным. Поэтому в первом приближении пренебрегают указанными эффектами и рассматривают одномерное распространение так на-зываемдао -ПЛОСКОГО. адпа батнческого пламени . Во введении уже говорилось о том, что распространение пламени сопровождается передачей тепла от продуктов сгорания к несгоревщему газу через фронт пламени. При этом в зоне горения по мере развития реакции изменяются концентрации реагентов и продуктов реакции и возникают градиенты концентраций, которые вызывают диффузию этих веществ. Важнейшими факторами реакций горения наряду с температурой является концентрация активных радикалов, поэтому было бы не совсем правильно при анализе процесса горения рассматривать лишь передачу тепла во фронте пламени. Тем не менее в целях упрощения анализа поначалу можно не учитывать диффузию. Другое упрощение связано с тем, что, как уже указывалось ранее, разность давлений перед фронтом пламени и за фронтом пламени мала и ею также можно пренебречь. [c.129]

Полученный результат согласуется с концепцией Макоши [224], согласно которой денротонирование (в данном случае — генерирование ДМС ) протекает в диффузном пограничном слое, где имеется градиент концентраций реагентов, а также е наличием диффузионного сопротивления переносу ДМС . [c.283]

Фнзвчески очевидно, что нри малых значениях т) в реакции участвует только очень тонкий слой гранулы, прилегающий к ее внешней поверхности, и его поведение практически совпадает с наблюдаемым в случае тонкой пластины. В этих условиях концентрация реагента в центре гранулы столь низка, что не влияет на градиент концентрации у внешней поверхности гранулы. [c.136]

Подходящий реактор и режим процесса (периодический или непрерывный) выбирают в результате совместного рассмотрения след, вопросов а) влияние параметров процесса (скорости потоков, распределения времен пребывания, градиента темп-р и концентраций реагентов, давления) на кинетику полимеризации и характеристику продукта в реакторах различного типа б) условия регулирования параметров процесса в реакторах различного типа с учетом физич. и теплофизич. свойств среды в) сравнение экономич. показателей процесса. [c.447]

Если в результате недостаточно интенсивного перемешивания или недостаточной скорости диффузии реагентов к поверхгюсти раздела фаз и продуктов реакции от поверхности раздела фаз в системе возникает градиент концентрации реагентов или продуктов реакции, то [c.525]

Из-за достаточно больших размеров гранул и таблеток, используемых в реакторах с неподвижным слоем катализатора, внутриз этих гранул, как показано на рис. 3.2, возникает градиент концентрации. Понижение концентрации реагента внутри гранулы является следствием совместного влияния диффузии и реакции. В результате для изотермической частицы скорость реакции снижается. В зависимости от соотношения скоростей диффузии и химической реакции молекула реагента либо прежде,, чем реагирует, проникает в глубь таблетки, либо успевает прореагировать вблизи ее наружной поверхности. В первом случае концентрационный профиль относительно пологий, во втором — концентрация реагента внутри гранулы может снизиться почти до нуля в точке, находящейся вблизи от поверхности катализатора. [c.49]

Примем, как это схематично показано на ри . 3.6, что Сот — концентрация реагента в устье поры, а Сь — его концентрация на расстоянии qL от устья поры, где дезактивированная зона кончается. В стационарном состоянии диффузионный поток через дезактивированную зону равен скорости реакции в активной зоне длиной (1—q)L. Концентрационный градиент в дезактивированной внешней зоне линеен, т. е. A /AL= Сот— L)/ qL) а скорость реакции на недезактивированной поверхности поры равна произведению коэффициента диффузии на градиент концентрации на границе зоны при x=qL, т. е. [c.56]

Следовательно-, приблизительная величина Са в этой части равна /г Со. В качестве грубого приближения мы можем предположить, что величина градиента на конце поры равна среднему градиенту в части от л = Одо х = х, . Мы можем также точную скорость реакции на стенках поры [правая часть уравнения (22)] заменить через (2т1/ л , )/г(Со/2)" это означает, что скорость реакции в данном случае равна полезной поверхности стенок поры (2лгх ,), умноженной на константу скорости и на среднюю величину концентрации реагента в степени п. Тогда получим [c.515]

Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов Издание 2 (1967) -- [ c.110 , c.112 , c.113 ]

Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов Издание 2 (1967) -- [ c.110 , c.112 , c.113 ]

Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов (1964) -- [ c.113 , c.115 , c.116 ]

Химическая кинетика м расчеты промышленных реакторов Издание 2 (1967) -- [ c.110 , c.112 , c.113 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология