Диффузия в жидкостях, гидродинамическая

Напомним, что время диффузии зависит от гидродинамических условий, так как оно является временем процесса нестационарной диффузии в пределах элементов поверхности жидкости время же реакции зависит только от кинетики рассматриваемой реакции и не является фактически достижимым временем реакции, а только временем, необходимым для нее. [c.21]

Ключевой задачей теории является определение степени затухания коэффициентов турбулентного обмена с приближением к межфазной границе. Недостаточная разработанность теории турбулентности вообще и особенно в применении к системам жидкость—газ не позволяет пока сделать это строго, исходя лишь из гидродинамических соображений. Однако количественная оценка характера затухания возможна на основе надежных экспериментальных данных о зависимости коэффициента массоотдачи от коэффициента молекулярной диффузии. Показатели степени в законе затухания коэффициентов турбулентного обмена и в зависимости к от Оа связаны простым соотношением. Поэтому выявление характера влияния О а на ки по выражению Д. А. Франк-Каменецкого позволяет как бы физико-химически зондировать пограничный слой. В частности, для свободной границы жидкость-газ, как будет показано ниже, многочисленными экспериментальными работами в большинстве практически важных случаев установлена пропорциональная зависимость между к и коэффициентом молекулярной диффузии в степени 0,5. Это соответствует полученным на основании некоторых допущений предсказаниям основанным на квадратичном законе затухания. Доп. пер. [c.101]

Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе обычно изменяется с вязкостью жидкости не только вследствие связанного с этим изменения коэффициента диффузии, но и из-за влияния вязкости на гидродинамическую обстановку. Примеч. пер. [c.232]

Теория Поттера (пограничных слоев). Поттер [77] рассматривает молекулярную диффузию в жидкости, двигающейся упорядоченно, принимая за основу выводов гидродинамические отношения, т. е. относительное движение ламинарных потоков, двигающихся в том же направлении. Для такой модели массо-перенос определяется коэффициентом диффузии О в степени п, изменяющейся в зависимости от отношения количеств фаз ЕЩ. Показатель степени. имеет значения в пределах =0,33 0,5 [c.78]

Коэффициенты турбулентной диффузии О и ж) можно ориентировочно оценить совместным решением второго закона Фика с гидродинамическими уравнениями движения вязкой жидкости и неразрывности потока [15]. Практически же >э = -От + определяют опытным путем, как и коэффициент массопередачи К, Кг з или Ку1,. [c.130]

В зависимости от механизма массообмена различают молекулярную и конвективную диффузии. Молекулярная диффузия происходит путем перемещения молекул в неподвижном слое или в слое, движущемся ламинарно, в направлении, перпендикулярном движению потока. Конвективная диффузия — гидродинамический процесс, при котором перемещение макроскопических объемов жидкости происходит вследствие возникновения конвективных токов, обусловленных чаще всего турбулентными пульсациями в потоке. [c.262]

Диффузионный перенос вещества из одной фазы в другую происходит через поверхность раздела, образующуюся в месте соприкосновения обеих фаз. Считается, что по ту и другую стороны поверхности раздела образуются тонкие пограничные диффузионные слои, в которых наблюдается резкое изменение концентрации. Движение жидкости внутри пограничного слоя носит ламинарный характер, причем скорость движения возрастает линейно с увеличением расстояния от поверхности раздела. В массе газа или жидкости движение носит турбулентный характер. Здесь преобладает более быстрый процесс конвективной диффузии, что приводит к выравниванию концентраций в направлении, поперечном к иоверхности раздела фаз. Таким образом, в разных зонах той или другой фазы действуют различные механизмы переноса в зависимости от гидродинамических условий. [c.262]

Механизм процесса переноса массы сводится к молекулярной и турбулентной диффузии. При молекулярной диффузии, происходящей в неподвижной фазе и ламинарном потоке, перенос массы характеризуется коэффициентом диффузии ), который рассчитывают по формулам (631)—для газов и (633)—для жидкости. При турбулентной диффузии перенос вещества осуществляется движущимися частицами среды и определяется гидродинамическим состоянием потока. Механизм переноса вещества через поверхность раздела фаз является кардинальным вопросом теории массопередачи и окончательно не решен. Предполагая, что диффузионные сопротивления в жидкой и газообразной фазах обладают свойством аддитивности, можно записать основное уравнение массопередачи [c.336]

Гидродинамический фактор, который в разбавленных дисперсных системах проявляется в процессах седиментации и диффузии, здесь сводится к процессу вытекания жидкости из жидких слоев под действием капиллярных сил и под влиянием гидростатического и расклинивающего давления. Таким образом, проблема устойчивости концентрированных пен и эмульсий сводится к решению вопроса о том, почему и как жидкостные перегородки в этих клеточных структурах утончаются и при какой толщине, почему и как они внезапно разрушаются. К сожалению, эти системы подробно не рассмотрены. Вместо этого предлагались различные теории, призванные объяснить устойчивость пен и эмульсий влиянием од-ного-единственного фактора на основе одного-единственного механизма. В результате большой и многообразный экспериментальный материал, касающийся центральной проблемы науки о пенах и эмульсиях — их устойчивости, до сих пор не обобщен в рамках единой теории. Отдельные попытки теоретического объяснения экспериментально установленных фактов носят отрывочный и крайне противоречивый характер. Обстоятельные книги Клейтона [1 1 и Бикермана [2] дадут читателю представление о состоянии этой проблемы. [c.222]

При вращении электрода жидкость, соприкасающаяся с центром диска, отбрасывается к его краям, а снизу к центру электрода подходят новые потоки раствора. Согласно гидродинамической теории в этих условиях при ламинарном режиме размешивания вблизи вращающегося дискового электрода образуется граничный слой постоянной толщины брр, в котором происходит монотонное изменение скорости движения жидкости относительно поверхности электрода. Чем ближе к поверхности электрода, тем меньше скорость потока жидкости относительно диска и тем большую роль в подводе реагирующих веществ и в отводе продуктов реакции играет диффузия. Таким образом, распределение концентрации реагирующих веществ у поверхности вращающегося дискового электрода обусловлено диффузией в движущейся жидкости. Функция С (х), получающаяся в результате решения соответствующего дифференциального уравнения, не может быть представлена в аналитическом виде и обычно записывается в форме быстро сходящегося ряда. Если продифференцировать эту функцию, а затем частное значение производной дс дх) подставить в уравнение (УИ1.2), то получается формула [c.177]

Основы конвективной диффузии. Рассмотрим электрод в виде пластинки, вдоль которого движется струя жидкости со скоростью Ьо (рис. 4.19). Если система координат при конвективной диффузии отвечает рис. 4.19, то, как следует из гидродинамической теории Прандтля, внутри некоторого граничного слоя б р происходит постепенное [c.244]

При вращении электрода жидкость, соприкасающаяся с центром диска, отбрасывается к его краям, а снизу к центру электрода подходят новые потоки раствора. Согласно гидродинамической теории в этих условиях при ламинарном режиме размешивания вблизи вращающегося дискового электрода образуется граничный слой постоянной толщины бгр, в котором происходит монотонное изменение скорости движения жидкости относительно поверхности электрода. Чем ближе к поверхности электрода, тем меньше скорость потока жидкости относительно диска и тем большую роль в подводе реагирующих веществ и в отводе продуктов реакции играет диффузия. [c.209]

Значение к зависит от коэффициента диффузии иона в жидкости и от гидродинамических условий. Возрастание к при увеличении скорости обтекания зерен раствором свидетельствует, что процесс является внешнедиффузионным. [c.308]

Переход неорганических веществ из водной фазы в органическую экстракция) и из органической в водную реэкстракция) — это процессы гетерогенные, поскольку, как это бывает в большинстве случаев, вода и органические растворители не смешиваются друг с другом, хотя в ограниченных пределах взаимно растворимы. Переход массы, происходит через границу раздела фаз и подчиняется общим закономерностям массопередачи, т. е. зависит от гидродинамических условий, управляется законами диффузии и т. д. Чаще всего одна из фаз сплошная, а другая — дисперсная, распределенная в сплошной в виде капель. Межфазная поверхность здесь не постоянная, зависит от способа диспергирования, размера капель, скоростей и направления движения жидкостей и др. Кинетика экстракции неорганических веществ органическими растворителями рассмотрена в работах [79, 144, 189, 201 ]. [c.316]

Вращающийся дисковый электрод широко используют при изучении кинетики электрохимических реакций, для исследования процессов электроосаждения и коррозии металлов, в аналитических целях. Так как все участки поверхности вращающегося диска одинаково доступны для диффузионных процессов, такое устройство выгодно отличается от других гидродинамических систем с принудительной конвекцией. Кроме того, существенно упрощается рассмотрение процессов массопереноса к поверхности испытуемого электрода. При быстром вращении дискового электрода вокруг оси жидкость, соприкасающаяся с центральными частями диска, отбрасывается центробежной силой к его краям. Вследствие этого около центра диска создается разрежение, и струя жидкости направляется из объема раствора к центру диска. Таким образом, точкой набегания струи жидкости становится центр диска. По мере удаления от центра диска возрастает линейная скорость движения жидкости. В соответствии с гидродинамикой при ламинарном режиме перемешивания у поверхности вращающегося диска образуется граничный слой постоянной толщины бгр с монотонным изменением скорости движения жидкости. Чем ближе к поверхности диска, тем меньше скорость потока и тем большее значение приобретает диффузия в подводе либо отводе продуктов реакции. В конечном итоге распределение концентрации реагирующих веществ у поверхности вращающегося диска обусловлено диффузией в потоке жидкости. Эта особенность становится понятной, если иметь в виду, что в случае непо- [c.74]

Важно отметить, что среднее число Шервуда, вычисляемое по формуле (7.22), в данном случае остается конечным при Ре-> оо, в отличие от его неограниченного возрастания с ростом Ре при наличии на поверхности частицы особых гидродинамических точек (см., например, формулы (4.3), (7.7)). Физически это обусловлено тем, что область циркуляции блокирует конвективный массо- и теплоперенос к частице, и в результате перенос вещества и тепла к поверхпости частицы определяется в основном молекулярной диффузией, подобно случаю неподвижной жидкости. [c.121]

Постановка задачи. Выбор системы координат. Рассмотрим трехмерную задачу о стационарной конвективной диффузии к поверхности твердой или жидкой частицы произвольной формы, обтекаемой ламинарным потоком вязкой несжимаемой жидкости. Как и ранее, предполагается, что число Пекле Ре = aUD велико здесь а — характерный размер частицы (в качестве которого обычно выбирается радиус эквивалентной по объему сферы а ), U — характерная скорость потока (на бесконечности), D — коэффициент диффузии. Считается также, что на поверхности частицы и вдали от нее концентрация принимает постоянные значения, равные нулю и Соо, а поле течения жидкости известно иа решения соответствующей гидродинамической задачи об обтекании частицы. [c.126]

Коснемся оценки погрешности описанного интегрального метода. Во-первых, здесь пмеет место определенная аналогия с интегральными методами, неплохо зарекомендовавшими себя в теории гидродинамического пограничного слоя [63, 64, 109]. Во-вторых, как следует из результатов этого параграфа, в общем случае произвольного обтекания при О для п = 2 погрешность метода составляет менее 6%. В-третьих, в задачах о диффузии к реагирующим каплям (пузырям) в ламинарном потоке вязкой жидкости и к частицам в идеальной жидкости (что соответствует значению г = 1 в выражении (7.5)) предлагаемый метод является точным. Это можно показать путем непосредственной подстановки формулы (7.5) в исходное уравнение (1.2), после чего придем к уравнению [c.320]

В предельном состоянии существуют как диффузия, описываемая (11.99), так и гидродинамическая конвекция. Схематически полная картина возникновения неустойчивости показана на рис. 11.4, где приведена зависимость числа Релея Я.а от отношения 0 10. На кривых / и 2 локализованы критические состояния, а область устойчивости находится между этими кривыми [167]. В зависимости от того, нагреваем ли мы жидкость снизу или сверху, будем иметь соответственно 52а > О или 52а < 0. Далее, в зависимости от того, мигрирует ли более плотная компонента к холодной или горячей границе, будем иметь соответственно (0 10)> О или 0. Как следует из (11.96), прн 52а > О и [c.171]

Скорость жидкости W = wj + Wyj + W2k, входящая в уравнение конвективной диффузии, долл<на быть известной из решения гидродинамической задачи как функция координат и времени. [c.17]

Уравнение (1.22) по физическому смыслу и, следовательно, по форме записи аналогично уравнению Навье — Стокса (1.1), описывающему поле скоростей в движущейся вязкой жидкости. Объясняется это тем, что оба уравнения соответствуют физическим законам сохранения гидродинамическое уравнение — сохранению количества движения, а уравнение конвективной диффузии — сохранению массы целевого компонента. [c.18]

Таким образом, понятие диффузионного пограничного слоя, широко применяемое при анализе процессов внешнего массообмена, является чисто кинетическим. Его верхняя граница условна, а толщина, как правило, очень мала по сравнению с размерами обтекаемых тел и возрастает, согласно закону квадратичной параболы, по ходу движения жидкости от нулевого значения в точке набегания потока. Толщины диффузионного и гидродинамического слоев совпадают только в случае газов (паров), имеющих значения критерия Прандтля Рг 1, а для капельных жидкостей диффузионный слой в зависимости от величины Рг занимает лишь некоторую часть гидродинамического слоя. Жидкость в пограничном слое имеет не только продольную, но и нормальную к поверхности компоненту скорости. Зависимость толщины диффузионного слоя от коэффициента диффузии приводит к необходимости в случае диффузии нескольких компонентов рассматривать для каждого из них пограничный слой соответствующей толщины. [c.27]

Экспериментальное определение интенсивности перемешивания жидкости. Гидродинамическая модель потока вытеснения с диффузией при соответствующих условиях удовлетворительно описывает течение реальных жидкостей в трубчатых аппаратах и в неподвижных слоях зернистого материала. Экспериментальное исследование таких аппаратов показало, что интенсивность продольной диффузии в них, выраженная безразмерным параметром 01иЬ, хорошо согласуется с гидравлическими и динамическими свойствами системы. Связь указанного параметра с другими критериями, характеризующими режимы работы подобных аппаратов, представляющие наибольший интерес, графически изображена на рис. 1Х-24—1Х-26 . [c.269]

Для интерпретацнн и корреляции экспериментальных данных, относящихся к перемешиванию в насадочных слоях, использовалось несколько моделей . По одной из них — диффузионной модели, применяемой особенно часто, предполагается, что перенос субстанции можно описать законом Фика и что коэффициенты радиальной и осевой диффузии (вероятно, лучше их назвать коэффициентами рассеяния ) Ео к Еа, не зависящие от концентрации переносимой субстанции, могут быть связаны со евой-ствами жидкости, гидродинамическими параметрами и с конфигурацией слоя и элементов насадки. В ячеечной модели (см. ниже) поток через малые пустоты между частицами принимается аналогичным течению через большое число последовательно установленных сосудов полного смешения. Наконец, в третьей модели основное внимание сосредоточено на отношении количества жидкости, физически переносимой за счет обратного перемешивания, к общему потоку в направлении течения. [c.149]

Процессы типа горения имеют место при протекании ядерных реакций (термоядерный взрыв) течении вязких жидкостей (гидродинамический пробой, гидродинамические явления воспламенения и потухания) при воздействии электрических и электромагнитных полей на газы (распространение газовых разрядов) в люмипесг(ентных процессах (волна тушения люминесценции) при диффузии в твердых телах (спекание, образование твердых растворов) при кристаллизации переохлажденной жидкости и в других случаях. [c.97]

В 1935 г. Хигби предложил модель гидродинамических условий в жидкой фазе вблизи границы раздела жидкость — газ, которая основана на следующих гипотезах. Поверхность раздела газ — жидкость состоит из небольших элементов жидкости, которые непрерывно подводятся к поверхности из объема жидкости и наоборот уходят в объем за счет движения самой жидкой фазы. Кажды элемент жидкости, пока находится на поверхности, можно рассматривать как неподвижный, а концентрацию растворенного газа в элементе — всюду равной концентрации в объеме жидкости, когда элемент подводится к поверхности. В таких условиях абсорбция осуществляется при нестационарной молекулярной диффузии в различных элементах поверхности жидкости. При рассмотрении [c.16]

В начале 1980 гг. стало окончательно ясно, что модель дисперсного потока, математическим выражением которой является система (2.16), (2.17), не достаточно полно описьтает протекающие в нем процессы. По всей вероятности, в реальных потоках действуют такие неучитываемые моделью механизмы, которые при определенных условиях способны стабилизировать течение. Все эти механизмы имеют диссипативный характер и связаны с мелкомасштабным хаотическим движением частиц. В ряде работ советских авторов [177, 192-194] были выявлены основные эффекты, обеспечивающие устойчивость движения частиц в дисперсном потоке. Это - псевдотурбулетная диффузия частиц, вызываемая их гидродинамическим взаимодействием [192-194], и давление в дисперсной фазе, возникающее из-за столкновений частиц [177, 194]. В работе [194] отмечен также эффект пульсаций ускорения жидкости, который при определенных условиях также способствует стабилизации течения. [c.135]

Согласно теории Уитмана и Льюиса, в ядре потока концентрахщя постоянная и процесс переноса описывается одномерным стационарным уравнением молекулярной диффузии в тонких пленках при условии фазового равновесия на границе раздела жидкость - жидкость или жидкость - газ. Скорость массопередачи по каждой из фаз определяется выражением (4.3), в котором частные коэффициенты массопередачи равны К1 =1)1/61 и К2 =02182, где >1, /)2, 51, 2 - коэффициенты диффузии и поперечные размеры пленок соответствующих фаз (см. рис. 4.1). Пленочная теория не дает методов для определения толщин пленок 5, и 62, которые зависят от физико-химических свойств жидкостей и гидродинамических условий протекаемых процессов. [c.173]

В книге П. В. Данквертса подробно и, в целом на современном уровне, анализируются и обобщаются основные теоретические и практические проблемы химического взаимодействия газов и жидкостей. Механизмы процессов диффузии и химической кинетики, сочетающихся в разнообразных гидродинамических условиях, подробно рассматриваются автором, начиная с анализа элементарных актов и условий работы лабораторных моделей и кончая промышленными процессами и аппаратами. Теоретический материал широко иллюстрируется примерами конкретных газожидкостных реакционных систем, представляющих важный промышленный интерес. В сочетании с большим количеством хорошо подобранных числовых примеров расчета это облегчает восприятие часто весьма сложных вопросов. Некоторые разделы книги могут служить ценным посо- [c.7]

Сначала рассмотрим более общий случай исключения влияния межфазного массопереноса. Характер температурной зависимости (энергия активации) не может служить в жидкофазных реакциях надежным критерием оценки по ряду причин. Вследствие возможного клеточного диффузионно-контролируемого механизма или ионного характера реакции истинная энергия активации реакции может быть малой. Далее, как указывалось в предыдущем разделе, наблюдаемая температурная зависимость может быть следствием изменения коэффициентов распределения реагентов между фазами. Вблизи критической области такое влияние может быть особенно сильным и сказывается такнлб на соотношении объемов фаз. Наконец, в жидкостях, в отличие от газов, сам коэффициент диффузии зависит от температуры экспоненциально, причем эффективная энергия активации диффузии в вязких жидкостях составляет заметную величину. Поэтому обычно о переходе в кинетическую область судят ио прекращению зависимости скорости реакции от интенсивности перемешивания или барботажа. Здесь, однако, есть опасность, что при больших скоростях перемешивания может наступить автомодельная область, а ири очень интенсивном барботаже измениться гидродинамический режим. В результате объемный коэффициент массопередачи может стать инвариантным к эффекту перемешивания и ввести, таким образом, в заблуждение исследователя. В трехфазных каталитических реакторах этот прием более надежен ири условии неизменности соотношения фаз в потоке. [c.74]

Если гомогенная реакция идет медленно, то она занимает некоторую конечную толщину пограничного слоя и идет параллельно с диффузией. Условия в слое очень сложные. Этот случай разработали для абсорбции Ван Кревелен и Гофтийзер [109, 110] и дали диаграммы, облегчающие определение скорости диффузии. Ими можно пользоваться также и для экстракции, учитывая гидродинамические свойства системы жидкость—жидкость. [c.70]

При больших скоростях движения практически весь перепад скорости сосредоточен в тонком гидродинамическом пограничном слое толщиной б 01 а перепад концентрации — в диффузионном пограничном слое толщиной б. Величина б будет различной на разных участках поверхности, являющейся неравнодоступной в диффузионном отношении. То же относится и к толщине гидродинамического пограничного слоя бо- Отношение бо/б тем выше, чем больше отношение кинематической вязкости вещества v к коэффициенту молекулярной диффузии В жидкостях, где v/Z) > 1, диффузионный пограничный слой гораздо тоньше гидродинамического. В этом случае при решении уравнения (III.13) можно воспользоваться достаточно простыми выражениями для скорости потока вблизи твердой поверхности, что позволяет найти аналитическое решение уравнения (III.13) при протекании быстрой гетерогенной реакции или реакции первого порядка на поверхности частиц простой геометрической формы (пластина или шар) [12, 13]. В газах толщины диффузионного и гидродинамического пограничных слоев — величины одного порядка и [c.103]

В рамках диффузионной модели (см. раздел VI. ) процессы гидродинамического перемешивангия характеризуются эффективными коэффициентами продольной и поперечной диффузии Дц, или числами Пекле Рец = ц / >ц, PeJ = и1 0 (/ — диаметр зерна). Имеющиеся экспериментальные данные по продольному перемепш-ванию свидетельствуют о различии в характере зависимости числа Пекле от числа Рейнольдса для потоков жидкости и газов (рис. VI.7). В газах при числах Рейнольдса от 30 и выше значение Рец практически постоянно и равно 2 [9, 10]. Иная картина наблюдается в случае жидких потоков. Экснериментальн ге данные, полученные различными исследователями [9—12], показывают, что в жидкостях при Не = 30-1-200 наблюдаются значительно меньшие величины Рец, чем в газах. С ростом числа Рейнольдса число Пекле обнаруживает тенденцию к увеличению, и приКе > 10 достигается /] предельное значение Ре ц = 2. При малых скоростях потока, когда перенос вещества в слое осуществляется, в основном, путем молекулярной диффузии, число Пекле линейно возрастает с увеличением числа Рейнольдса. Интересно отметить, что разброс экспериментальных значений Ре ц для потоков жидкости особенно велик и, например, приКе = 30 достигает 100%. [c.219]

Вихревая диффузия. Этот вид диффузии связан с представлениями макрокииетикн, когда перенос вещества осуществляется макрочастицами жидкости, определяется турбулентностью потока, его гидродинамическим состоянием. Вихревая диффузия также называется турбулентной диффузией. [c.196]

Представим объем пор осадка Уо в виде суммы двух объемов где — объем водопроводящих каналов и крупных проточных пор, У2 — объем тонких и тупиковых пор в межагре-гатном пространстве и в самих агрегатах частиц. Весь процесс Цромывки представим как процесс конвективной диффузии отмываемой примеси в объеме Ух с поперечным переносом примеси между объемами У и Уа, протекающим в условиях нестационарной гидродинамической обстановки в осадке. Нестационарность гидродинамической обстановки характеризуется тем, что относительная доля поперечного сечения осадка /=У1/Уо, занимаемая промывной жидкостью, является функцией времени I и пространственной координаты X. В дальнейшем предположим, что осадок обладает устойчивой структурой, однороден по толщине и может характеризоваться некоторой эффективной пористостью е, постоянной в течение всего процесса промывки. [c.396]

В различного рода массообменных аппаратах с тарелками, позволяющих пропускать газ пузырьками Или струями чербз слой жидкости, процесс диффузионного обмена происходит при разных условиях соприкосновения газа и жидкости. Независимо от конструкции тарелки пространство над ней можно разделить на три зоны. Нижняя зона — зона барботажа — представляет собой сплоншой слой жидкости, пронизанный пузырьками газа. Над ней находится зона пены, а еще выше — зона брызг. При малых скоростях газа, которые обычно поддерживаются в барботажных аппаратах, основная масса жидкости находится в зоне барботажа и количество пены и брызг невелико. Между тем, диффузия массы и теплообмен идут наиболее интенсивно именно в слое пены, обладающей большой межфазной поверхностью, непрерывно и быстро обновля1ющейся. Даже при малой высоте пенного слоя по сравнению с высотой зоны барботажа он имеет превалирующее значение. Следовательно, увеличением слоя пены за счет уменьшения слоя барботажа можно резко интенсифицировать процесс. Увеличение слоя пены может быть достигнуто повышением скорости газа в полном сечении агшарата Шг, являющейся наиболее влиятельным параметром [173, 231, 307], определяющим характер гидродинамического режима газожидкостного слоя (см., например, [223, 297, 348, 389]). , — [c.29]

Если система находится в покое, то оиа, как правило, изотропна, поскольку частицы в ней расположены хаотически. Дезориентации частиц способствует броуновское движение, под действием которого частицы пе только движутся поступательно, но и непрерывно меняют направление полуосей (вращательная диффузия). Прп течении системы частица движется со скоростью движения слоя жидкостн, в котором оиа находится и, кроме того, вращается вокруг своего центра тяжести вследствие того, что оиа расположена в слоях жидкости, обладающих различными скоростями. Чем полнее гидродинамическая ориентация преодолевает влияние броуновского движения, тем более резко проявляется ориентация частиц в одном направлении и тем ближе это направление к паплавлеш1ю течения. Эти зависимости позволяют наблюдать измеиенне степени анизотропности системы и определять аннзометрию частиц. [c.267]

Массо- и теплообмен в колоннах с насадкой характеризуются не только явлениями молекулярной диффузии, определяющимися физическими свойствами фаз, но и гидродинамическими условиями работы колонны, которые определяют турбулентность потоков. В зависимости от скорости потока в колонне возможны три гидродинамических режима ламинарный, промежуточный и турбулентный,— при которых поток пара является сплошным, непрерывным и заполняет свободный объем насадки, не занятый жид1костью, в то время как жидкость стекает лишь по поверхности насадки. Дальнейшее развитие турбулентного движения может привести к преодолению сил поверхностного натяжения и нарушению граничной поверхности между потоками жидкости и пара. При этом газовые вихри проникают в поток жидкости, происходит эмульгирование жидкости паром, и массообмен между фазами резко возрастает. В случае эмульгирования жидкость распределяется не по насадке, а заполняет весь ее свободный объем, не занятый паром жидкость образует сплошную фазу, а газ — дисперсную фазу, распределенную в жидкости, т. е. происходит инверсия фаз. [c.302]

С помощью гидродинамических уравнений, составленных из условий движения жидкости в диффузионных ячейках вбли и плоской поверхности, рассчитывали поле скоростей. Из уравнений диффузии вычисляли градиенты концентрации растворенных веществ, которые пропорциональны изменению поверхностного натяжения. На поверхности раздела происходят одновременно гидродинамический и диффузионный процессы, которые могут контролировать механизм массопереноса. В ряде случаев оба процесса идут в одном направлении, скорости движения частиц складываются, и результирующая скорость значительно возрастает. Такое состояние аналогично нестабильности Бенарда (см. стр. 30), что приводит к турбулентности. [c.64]

Для водных растворов О я имеют значения порядка 10 и см --секг соответственно. Следовательно, толщина диффузионного слоя б составляет примерно одну десятую от толщины гидродинамического слоя бгр. Коэффициент диффузии на три порядка меньще кинематической вязкости жидкости и, в соответствии с этим, нарушения концентрации распространяются на меньшее расстояние по сравнению с нарушением скорости движения струи жидкости. Используя зависимость (XI.19), получим [c.284]

Частицы кипящего слоя не располагаются на горизонтах, где гравитационные силы уравновешиваются динамическим давлением потока, но энергично перемещаются по всему объему слоя, практически независимо от того, где они поступили в слой. Очевидно, причиной перемещения частиц являются пульсации скоростей и давлений в слое, связанные с постоянным изменением сечения для прохода псевдоожижающей жидкости или газа между частицами. Если говорить более конкретно, то интенсивное перемешивание кипящего слоя определяется многими обстоятельствами и прежде всего тем, что центр приложения подъемной силы не совпадает с центром тяжести частиц, вследствие чего частицы начинают вращаться, чем меняется положение поверхности сопротивления. Наличие разности скоростей потока с разных сторон частицы вызывает образование силы давления, которая может быть направлена самым различным образом. Действие этих сил более ощутимо для частиц неправильной формы. Наконец, неравномерность работы и возникновение местных пульсаций скорости также могут воздействовать на перемещение частиц в сдое. Иными словами, движение частиц в кипящем слое связано с явлениями гидродинамического порядка в самом широком смысле этого слова. Именно поэтому кипящий (по внешнему сходатву) слой принято называть псевдоожиженным слоем. Вместе с тем нельзя отрицать и известную роль явления диффузии больших групп, влияющее на флуктуацию концентраций частиц в кипящем слое [325]. [c.491]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология