Перекрестные эффекты

Капиллярный осмос. Явление капиллярного осмоса, открытое Б. В. Дерягиным [57], состоит в том, что жидкость в капиллярах и порах способна перемещаться под действием градиента концентрации раствора. Причи.чой капиллярного осмоса является диффузность адсорбционных слоев растворенного компонента. Увлечение потоком жидкости подвижной части диффузных слоев с повышенной (или пониженной) концентрацией С х) растворенного вещества приводит к возникновению градиента концентрации. В соответствии с уравнениями термодинамики необратимых процессов это обусловливает, возможность перекрестного эффекта, а именно — течения жидкости под действием перепада концентраций. В связи с тем что граничные слои воды вблизи гидрофильных поверхностей обладают пониженной растворяющей способностью, толщина диффузных слоев того же порядка, что и толщина граничных слоев. В соответствии с теорией [57], это может заметно увеличивать скорость капиллярно-осмотического скольжения, равную [c.24]

В общем случае коэффициенты массоотдачи являются функцией двух групп факторов. Во-первых, они зависят от факторов, определяющих диффузионный перенос вещества к границе раздела фаз, и, во-вторых, от гидродинамического состояния межфазной поверхности. Очевидно, гидродинамические факторы будут оказывать влияние, аналогичное влиянию в бинарных системах, однако в многокомпонентных смесях диффузия имеет ряд специфических особенностей [64—661. Правда, в работах [67, 681 обращается внимание на различие в оценке глубины проницания (толщины пленки) по теории проницания для бинарной и многокомпонентной систем. В последнем случае речь идет уже о матрице глубин проницания, физический смысл которой в общем случае (при наличии перекрестных эффектов в матрице коэффициентов диффузии) не интерпретируется. Отмечено также [681, что КПД зависит от поверхностного натяжения компонентов. [c.345]

В исследованиях [61, 70] показано, что перекрестные эффекты в жидких смесях проявляются в значительно более слабой степени и коэффициенты перекрестной диффузии обычно на порядок меньше главных. Поэтому при отсутствии соответствующих экспериментальных данных в качестве первого приближения для описания диффузии в жидкости может использоваться диагональная матрица, элементы которой определяются как средневзвешенные бинарные коэффициенты диффузии для всевозможных пар компонентов раствора. В работе [61] для расчета элементов матрицы коэффициентов диффузии предложено использовать те же зависимости, что и в газовой фазе, рассматривая при этом коэффициенты диффузии бинарных смесей как аддитивные функции состава смеси и коэффициентов диффузии в разбавленных растворах [c.346]

Помимо названных прямых эффектов на интенсивность массообмена между фазами оказывают влияние и перекрестные эффекты температурная неравновесность фаз (коэффициенты ц+к, ) и неравновесность химических превращений (коэффициенты 2Л +, а - Следует обратить внимание на такие перекрестные [c.60]

Полная система уравнений движения дисперсной смеси. Обычно вклад перекрестных эффектов в общую скорость процесса на порядок ниже по сравнению с прямыми эффектами [42]. Если в кинетических соотношениях (1.63) ограничиться учетом только прямых эффектов, то выражения для потоков примут вид [c.60]

ЛИЗ линейных феноменологических соотношений и вскрыты особенности структуры прямых и перекрестных эффектов, развивающихся в системе. Получена замкнутая система уравнений термогидродинамики двухфазной многокомпонентной дисперсной среды, отражающая массовое, силовое и энергетическое взаимодействие фаз. [c.78]

Матрица — несимметричная квадратная матрица, по главной диагонали которой расположены коэффициенты, связывающие потоки компонентов или тепла с градиентами концентраций этих же компонентов или температуры коэффициенты вне главной диагонали учитывают эффекты взаимодиффузии и термодиффузии, т. е. перекрестные эффекты. Учитывая соотношения взаимности Онзагера, условия термодинамического равновесия, второй закон термодинамики и известную свободу выбора единиц и систем отсчета физических величин, можно говорить [8] о существовании линейного преобразования с трансформирующей матрицей Q , диагонализирующего матрицу Применяя это преобразование к уравнению (3.8), получим [c.138]

В современной литературе зачастую смешивают понятия движущих сил массопереноса в сплошной фазе и движущих сил массопереноса через границу раздела фаз. Величину потока массы, проходящей через поверхность раздела фаз, наделяют перекрестными эффектами, полученными теоретически только для потока массы в сплошной фазе. Ниже покажем, что структуры движущих сил массопереноса в сплошной фазе и через поверхность раздела фаз различны. [c.60]

Соотношения для движущих сил массопереноса вещества внутри сплошной (несущей) фазы (1.169) (прямой эффект) и через границу раздела фаз (1.198) существенно отличаются друг от друга. Достаточно сказать, что соотношение (1.198) не содержит перекрестных эффектов, а является прямым эффектом в общем потоке переноса массы через поверхность раздела фаз, в то время как наличие градиента температур в сплошной фазе служит появлению перекрестного эффекта в потоке массопереноса внутри сплошной фазы (1.181). [c.68]

Второй разновидностью ТР-элемента является так называемый передатчик субстанции с перекрестной связью потоков и сил. В электромеханических системах этот элемент получил название гиратора и диаграммное обозначение 0 . Определение 0 -эле-мента и примеры его проявления в различных системах даны в табл. 1.4. Название гиратор происходит от слова гироскоп (как видно из табл. 1.4, определяющие соотношения 0 -элемента соответствуют аналитическому описанию гироскопического эффекта). В ФХС преобразователь с перекрестными связями применяется для топологического отражения перекрестных эффектов между термодинамическими силами и потоками одинаковой тензорной размерности (например, термодиффузия, диффузионная теплопроводность ИТ. п.). [c.44]

Дополнительная движущая сила Ае, возникающая за счет перекрестного эффекта гк, равна [c.160]

Процессы нестационарной молекулярной диффузии в кольцевом сферическом пространстве ячейки, занятом сплошной фазой, и в пределах шарового объема единичного включения дисперсной фазы с распределенным источником химической природы представляются соответствующими локальными диаграммами, рассмотренными в разделе построения связных диаграмм типовых гидродинамических структур потоков (см. 2.1). При этом ввиду многокомпонентности фаз диаграммы связи представляются в векторном виде. При построении диаграмм принимается во внимание случай независимой диффузии (т. е. при нулевых перекрестных эффектах). [c.164]

Линейная ТНП позволяет провести достаточно полный анализ процессов переноса, сопровождающихся перекрестными эффектами. [c.310]

Таким образом, рассматриваются два неравновесных процесса — перенос вещества под действием перепада давления и электрический ток, возникающий вследствие разности потенциалов. Кроме того, в соответствии с (IX. 132), могут появляться перекрестные эффекты в соответствии с наличием коэффициентов Lia = Lai ф О, отражающих взаимосвязь двух неравновесных процессов. Всего можно различить четыре эффекта, доступных экспериментальной проверке [c.332]

Согласно второму принципу неравновесной термодинамики входящие в (а) и (б) коэффициенты пропорциональности удовлетворяют перекрестным эффектам Онзагера (иначе — эквивалентным соотношениям взаимности) для параллельного переноса какой-либо субстанции [c.67]

Заметим правомерность перекрестных эффектов Онзагера ограничена "однородными" явлениями .) [c.67]

Феноменологические соотношения, определенные в подразделе 1.1, играют важную роль в термодинамике необратимых процессов. Общую основу макроскопического описания необратимых процессов составляет неравновесная термодинамика, которая строится как теория сплошной среды и параметры которой, в отличие от равновесной термодинамики, являются функциями пространственных координат и времени. Центральное место в неравновесной термодинамике играет уравнение баланса энтропии [10]. Это уравнение выражает тот факт, что энтропия некоторого элемента объема сплошной среды изменяется со временем за счет потока энтропии в рассматриваемый объем извне и за счет положительного источника энтропии, обусловленного необходимыми процессами внутри объема. При обратимых процессах источники энтропии отсутствуют. В этом состоит локальная формулировка второго закона термодинамики. Поэтому основной задачей в теории необратимых процессов является получение выражения для источника энтропии. Для этого необходимо использовать законы сохранения массы, количества движения и энергии в дифференциальной форме, полученные в разделе 1. В уравнения сохранения входят потоки диффузии, тепла и тензор напряжений, которые характеризуют перенос массы, энергии и импульса. Важную роль играет термодинамическое уравнение Гиббса (5.49), которое связывает скорость изменения энтропии со скоростями изменения энергии и состава смеси. Оказывается, что выражение для интенсивности источника энтропии представляет собой сумму членов, каждый из которых является произведением потока, характеризующего необратимый процесс, и величины, называемой термодинамической силой. Термодинамическая сила связана с неоднородностью системы или с отклонением параметра от его равновесного значения. Потоки, в свою очередь, в первом приближении линейно зависят от термодинамических сил в соответствии с феноменологическими соотношениями. Эти линейные законы отражают зависимость потока от всех термодинамических сил, т. е. учитывают перекрестные эффекты. Так, поток вещества зависит не только от градиента концентрации, но и от градиентов давления, температуры, электрического потенциала и т. д. Неравновесная термодинамика ограничивается в основном изучением линейных феноменологических соотношений. [c.83]

Уравнения (5.206) и (5.207) описывают векторные явления теплопроводности, диффузии и перекрестные эффекты. Коэффициенты Ьф, и L. 88 [c.88]

Заметим, что уравнения (5.225) и (5.226) отличаются от полученных ранее уравнений диффузии и теплопроводности (см. (5.37) и (5.62)) благодаря учету перекрестных эффектов. [c.91]

Другие слагаемые потоков 712 = 012- 2 и 721 = 021- 1 называются перекрестными эффектами, а коэффициен- [c.612]

Уравнение (2.69), являясь наиболее общим выражением линейных законов теории переноса отражает действие. не только основных, но И перекрестных эффектов. В соответствии с данным уравнением каждый поток зависит от всех термодинамических сил, характеризующих интенсивность источника энтропии в системе. Диагональные элементы Ь ц определяют интенсивность действия основного эффекта, обусловленного влиянием собственной движущей силы Х , в то время как недиагональные элементы [c.49]

У) характеризуют интенсивность действия налагающихся перекрестных эффектов, обусловленных влиянием остальных движущих сил. [c.50]

Основной целью исследования и моделирования массопередачи й многокомпонентных смесях в отличие от бинарных является определение степени влияния основных и перекрестных эффектов на общую эффективность массопередачи. [c.258]

Как известно, в случае многокомпонентной диффузии [38] перекрестные эффекты играют весьма существенную роль в формировании профиля концентраций компонентов при малом времени контакта фаз и при больших градиентах концентраций компонентов. Пренебрежение эффектами взаимодействия многокомпонентной диффузии обычно приводит к большому разбросу экспериментальных данных при обобщении кинетических коэффициентов. [c.258]

При изучении и моделировании массопередачи в многокомпонентных смесях в настоящее время в большинстве случаев отказываются от рассмотрения перекрестных эффектов, считая их влияние незначительным либо пренебрегая ими ради упрощения математического описания массопередачи. Действительно, обработка экспериментальных данных по массопередаче при ректификации трехкомпонентных смесей показала, что при определенном соотношении сопротивлений массопередаче в обеих фазах метод независимой диффузии дает вполне удовлетворительные результаты для компонентов с крайними летучестями [43—45]. В то же время детальный анализ экспериментальных данных, полученных при ректификации трехкомпонентных смесей в пленочных [46] и в тарельчатых [47] колоннах, показал целесообразность учета эффектов взаимодействия даже для компонентов с крайними летучестями. [c.259]

Кроме опытной проверки степени влияния основных и перекрестных эффектов взаимодействия компонентов при моделировании массопередачи в многокомпонентных смесях необходимо рассматривать также возможность использования для расчета общей эффективности массопередачи различных обобщающих зависимостей по кинетике массопередачи, полученных при разделении бинарных смесей. [c.259]

Как видно из (1.63), (1.64), по сравнению с перекрестными эффектами, развивающимися в однофазных системах [42] (например, эффекты Соре, Дюфура и др.), в случае многофазных многокомпонентных систем (с химическими реакциями, фазовыми превращениями, тепло- и массообменом), подчиняющихся модели взаимопроникающих континуумов, спектр перекрестных эффектов значительно расширяется. Так, на величину диффузионных и тепловых потоков в пределах фазы оказывает влияние относительное движение фаз (коэффициенты ап зи > / 2п+зд)- Поток тепла 5,12) между фазами определяется не только разностью температур фаз, но и движущими силами межфазного переноса массы (коэффициенты i,2jv+2.....2Л42П+1) и химических превращений (коэффициенты, 121 > 2jv+i). Скорость транспорта вещества к-то компонента между фазами определяется прежде всего движущей силой межфазного массопереноса, состоящей из трех частей разности потенциалов Планка (V-ik [c.59]

Здесь периферийные элементы K (г = 1, 2,. . ., n — 1) выражают диссипацию энергии при переносе соответствующих компонентов через границу раздела. Центральный К-элемент характеризует диссипацию энергии взаимодействия компонентов друг с другом. Структура диаграммы такова, что поток любого г-го компонента (г = 1,2,...,и — 1) отличен от нуля, даже если его собственная движущая сила Ae равна нулю. Это дает возможность учитывать такие тонкие эффекты, как перекрестные эффекты Соре, Дюфура, [c.161]

Перечисленные факторы аддитивно входят в структуру движущей силы массопереноса между фазами и поэтому равнозначны по своему влиянию на скорость массопередачи. Кинетическое уравнение для двухфазного потока многокомпонентной системы без учета перекрестных эффектов - температурная не-раиновесность фаз при отсутствии химических превращений имеет вид [c.143]

Таким образом, получена математическая модель массопередачи для процесса многокомпонентной ректификации без рассмотрения перекрестных эффектов при этом кинетика процесса описывается одним кинетическим пара-мегром, одинаковым для всех компонентов. [c.235]

Ко второй группе теплофизическтг свойств веществ относят транспортные, или переносные, свойства (теплопроводность, вязкость, диффузия и так называемые перекрестные эффекты — термодиффузия и концентрационная теплопроводность). Эти свойства характеризуют неравновесные процессы в физических средах. [c.433]

Насадочный брикет и способ сборки насадочного слоя в обм енных колоннах рассматривается в работе [71]. С целью повышения эффективности колонны, насадочный слой, который состоит из горизонтальных слоев с прямоугольными брикетами из параллельно расположенных гофрированных пластин на постоянном уровне, увеличивается ПВ контакта между газом и жидкими фазами и для снижения сопротивления течения последней между слоями с прямоугольными брикетами монтируется слой из брикетов трапециевидной формы или в виде параллепипеда. Брикеты стыкук ся таким образом, что, так же как и прямоугольные брикеты, образуют сплошной слой. Перекрестный эффект усиливается путем расположения гофрированных пластин в новых брикетах под углом к их параллельным плоскостям и [c.69]

Явление термоосмоса — течение жидкости через капилляры или пористые перегородки под действием градиента температуры — связано с отличием удельной энтальпии жидкости в граничных слоях и тонких порах АН (эрг/см ) от объемных значений. Изотермическое течение слоев жидкости с измененной энтальпией создает избыточный поток тепла, порождающий градиент температуры в направлении течения. В соответствии с законами термодинамики необратимых процессов [7] должен существовать также и перекрестный эффект, а именно течейие жидкости в отсутствие перепада давления под действием градиента температуры, т. е. термоосмос. [c.322]

Сделаем следующие предположения газ неподвижный, капля не движется относительно газа на межфазной поверхности жидкость — газ существует локальное термодинамическое равновесие давления в газовой и жидкой фазах равны и постоянны природный газ считается нейтральным. Это означает, что он не растворяется в жидкой фазе, в то время как возможен перенос воды и метанола через межфазную поверхность характерное время процесса тепломас-сопереноса в газовой фазе мало по сравнению с характерным временем в жидкой фазе. Это предположение позволяет сформулировать задачу в квази-стационарном приближении распределение концентраций компонентов и температуры в газе является стационарным и зависит только от расстояния г от центра капли, в то время как концентрации компонентов и температура в жидкой фазе изменяются со временем и однородны по объему капли природный газ рассматривается как один компонент (псевдогаз), свойства которого определяются по известным правилам усреднения для многокомпонентных смесей [9]. Мольная концентрация псевдогаза обозначается y Q, перенос массы компонентов в газе обусловлен механизмом молекулярной диффузии, характеризуемым бинарным коэффициентом диффузии D,-,,, перекрестными эффектами пренебрегаем. [c.539]

Влияние перекрестных эффектов на массопередачу может быть рассмотрено при помощи уравнения (5.17). В табл. 5.6 для некоторых опытов из работы [52] приведены значения элементов Emvh и величины Emvh i /), характеризующие наличие и степень влияния перекрестных эффектов. [c.263]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология