Критическая скорость газа диффузии

Волокнистые фильтры подразделяют на 1) низкоскоростные с волокнами диаметром 5—20 мкм улавливание суб-микронных частиц происходит в результате броуновской диффузии и эффекта зацепления, причем эффективность процесса увеличивается с уменьшением скорости фильтрования, размера частиц и диаметра волокон 2) высокоскоростные с волокнами диаметром 20—100 мкм для выделения из газа частнц крупнее 1 мкм эффективность процесса к-рый основан на инерционном осаждении, возрастает с уве личением размера частиц и скорости фильтрования до опре деленной (критической) величины (обычно 1—2,5 м/с), при большей скорости начинается вторичный унос брызг уловленной жидкости из слоя в виде крупных капель [c.600]

При использовании очень мелких частиц и малоинтенсивном псевдоожижении следует учитывать возможность роста внешнедиффузионного сопротивления с переходом процесса из кинетической области в область внешней или переходной диффузии. Учет кинетического и гидродинамического факторов позволяет определить диапазон рационального изменения размеров частиц катализатора но слоям многополочного реактора. Так, в реакторе для проведения экзотермической реакции нижние слои целесообразно загружать более мелкозернистым катализатором, чем верхние. Действительно, в этом случае диаметр зерна, для которого степень использования внутренней поверхности близка к 1, увеличивается Для каждой лежащей выше полки в соответствии с уменьшением температуры и изменением степени превращения. В то же время, учитывая, что в реальных промышленных аппаратах, как правило, верхние полки имеют большую высоту слоя катализатора, снижение для них числа взвешивания или разности рабочей и критической скоростей газа, за счет загрузки этих слоев крупнозернистым катализатором уменьшает перемешивание, проскок газовых пузырей и благоприятно сказывается на суммарной скорости процесса. [c.256]

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]

При использовании гелия в качестве газа-носителя коэффициенты диффузии проб с молекулярным весом порядка 50 100 составят примерно 0,3 см сек. Критическая скорость, или скорость перехода, будет достигнута, когда [c.11]

Рециркуляция отработанных газов используется для уменьшения расхода тепла, повышения влажности среды, снижения концентрации кислорода в теплоносителе, повышения скоростей газов в сушилке и т. д. Повышение влажности среды иногда необходимо для того, чтобы не происходило интенсивной сушки в периоды, когда могут возникнуть критические внутренние напряжения в материале, приводящие к образованию в нем трещин. При большей влажности агента сушки можно повышать температуру газов, не опасаясь локального перегрева материала. При повышенной температуре материала значительно увеличивается коэффициент диффузии влаги, и первый период сушки удлиняется. [c.337]

При вытекании газа из насадки в неподвижный воздух образуется струя, характер которой зависит от того, вытекает ли из насадки ламинарный или турбулентный поток. Если поток ламинарный, то струя из насадки движется, сначала практически не расширяясь, и ее массообмен с окружающим воздухом происходит только путем молекулярной диффузии, т. е. очень медленно. Лишь на некотором расстоянии Н от сопла появляются гребни и завихрения, указывающие на наступление турбулентного состояния, которое постепенно охватывает все сечение факела. По мере увеличения скорости вытекания газа расстояние Н уменьшается (рис. 77 и 78) и становится близким к нулю в области критических значений числа Рейнольдса (для вытекающего потока). Размытые края струи до начала турбулентного состояния (см. рис. 77) указывают на наличие процесса молекулярной диффузии между газом и окружающей воздушной оболочкой, увлекаемой движущимся газом [78]. Взаимодействие [c.145]

Коэффициент расхода первичного воздуха ап составляет обычно 0,5— 0,6. Смесь газа с первичным воздухом сгорает на выходе из трубки 3 с образованием двух слабо светящихся зон горения. Скорость истечения смеси выбирается такой, чтобы число Рейнольдса не превышало критическое значение (Ре<2300), т. е. чтобы режим движения был ламинарным. Во внутреннем конусе 4 происходит прогрев смеси и ее воспламенение. Ламинарное горение сосредоточивается в тонкой зоне, окружающей фронт 1. Поскольку ац<1, во фронте 1 реагирует весь кислород, содержащийся в смеси. Догорание газа происходит в результате диффузии вторичного воздуха из атмосферы во внешний конус 5. [c.24]

В табл. 3-7 показано, как изменяются коэффициенты диффузии D и энергия активации Е при поглощении газов в зависимости от критического диаметра молекул. В качестве адсорбента использован К-морденит. К-иопы создают энергетический барьер, ограничивая широкие параллельные каналы морденита, и, таким образом, скорость адсорбции становится очень чувствительной к размеру молекул [59]. [c.116]

Мы попытались применить к этой системе тот же метод исследования, что и для системы гексаметиленимин — вода. Однако, несмотря на применение весьма эффективной системы насыщения и малой скорости пропускания газа, мы не могли добиться установления фазового равновесия. По-видимому, при невысоких температурах и крайне замедленной диффузии компонентов раствора в критической области равновесия при динамическом методе достичь очень трудно. Поэтому для исследования системы триэтиламин — вода была разработана другая методика. [c.65]

Существенным фактором, интенсифицирующим процессы горени [ и газификации твердых топлив, в ряде случаев можно считать также скорость потока реагирующих газов. В слоевых процессах скорость горония насколько высока и потребление кислорода в гетерогенных реакциях происходит так быстро и так активно, что длина кислородной зоны измеряется 2—3 диаметрами частиц, причем с повышением расхода дутья интенсивность гореиия углерода пропорционально возрастает (см. рис. 31). Практически скорость реагирования твердого топлпва в слое лимитируется только скоростью дутья и, следовательно, устойчивостью слоя кусков. Горение кокса в доменной печи, как известно, протекает при высоких темиературах (1600—2000°), и поэтому скорость процесса в основном оиределяется скоростью молярной диффузии, которая в свою очередь определяется скоростью дутья. Огромные скорости реакции твердых топлив, помимо благоприятных температурных условий, обеспечиваются высокими относительными скоростями между газом и частицами топлива. Высокие скорости обтекания газом кусков топлива, наряду с непрерывным подводом кнслорода к реакционной поверхиости, способствуют и отводу продуктов сгорания, в том числе и таких, как окись углерода, оказывающая тормозящее действие на горение углерода, и тем самым интенсифицируют слоевой процесс. Пределом скорости реакции в слое является переход в кинетический режим, когда суммарная скорость реакции будет определяться пе скоростью подвода окислителя, а скоростью химической реакцрш. Однако этого предела в кислородной зоне обычно достигнуть не удается, и практически суммарная скорость реакции в слое определяется, как раньше указывалось, такой скоростью подвода реагирующего газа, при которой сохраняется устойчивость залегания кусков топлива в слое. В зависимости от фракционного состава топлива критическая скорость газового потока, при которой теряется устойчивость частиц в слое, характеризуемая данными, приведенными [c.560]

Принимая во внимание возможность проявления ситовых свойств у цеолитов типа А (диаметр входных окон в большие полости около 5 А для СаА и примерно 4 А для NaA ), а также тот факт, что диффузия газа в адсорбенте, когда критические размеры молекул близки к диаметру входных окон, является активированным процессом, скорость которого сильно уменьшается с понижением температуры, следует отдавать предпочтение (с точки зрения кинетики адсорбции) цеолитам типа X. [c.27]

Скорость диффузии пара к поверхности ядер конденсации настолько велика, что пересыщение пара в газе не достигает критической величины и зародыши не образуются. [c.58]

В описанном методе получения металлических порошков процесс дистилляции проводится в неподвижном инертном газе или в паро-газовой смеси, движущейся с небольшой скоростью. Такой процесс определяется молекулярной диффузией и теплопроводностью. Механизм процесса образования частиц металла состоит в том, что между поверхностью металла и поверхностью конденсации устанавливаются потоки тепла и пара, в результате чего пересыщение пара изменяется. Процесс ведется при большой разности температур между поверхностью металла и поверхностью конденсации, поэтому на некотором расстоянии от поверхности металла пересыщение достигает критической величины, что приводит к образованию зародышей и последующему их росту в пересыщенном паре. Образующиеся частицы металла под действием сил термо- и диффузиофореза движутся к более холодной поверхности и осаждаются на ней. [c.136]

Критическое давление увеличивается с уменьшением скорости сброса давления [472] и уменьшается с повышением температуры (рис. 7.11). Считают [472], что такое влияние температуры связано с уменьшением растворимости газа в резине, вследствие чего одинаковая степень пересыщения после сброса давления достигается при меньшем давлении газа, чем при более низкой температуре. Кроме того, с повышением температуры уменьшается прочность резин, что облегчает их разрушение образующимися пузырьками газа [473]. Эти два фактора подавляют влияние увеличения скорости диффузии газа из резины с повышением температуры, что должно было бы привести к увеличению Ркр. [c.235]

Прибавление инертного газа и увеличение диаметра сосуда затрудняют диффузию активных центров к стенке. Это вызывает уменьшение скорости реакций обрыва и приводит к понижению критического давления кислорода на пределе. [c.267]

Рис. 1.6. Изменение концентрации газа в растворе при образовании и росте ячеек в полимерной фазе [31] а — скорость образования пузырьков А — критическое предельное пересыщение Б — быстрое самозарождение пузырьков, частично уменьшающее пересыщение В — рост ячеек за счет диффузии Г — насыщение.

При давлениях выше нижнего предела вероятность обрыва цепей уменьшается, так как из-за столк-, новений частиц уменьшается вероятность достижения ак- / г тивными частицами стенок сосуда. Добавление инертного газа и увеличение диаметра сосуда затрудняют Л диффузию активных центров к стенкам. В результате уменьшается скорость реакций обрыва, что приводит к понижению критического парциального давления кислорода на пределе. [c.201]

Следует заметить, что массоперенос к поверхности материала является, конечно, не единственным процессом, определяющим обпхую скорость реагирования на границе факела с поверхностью. При окислении металла в нафевательных печах большую роль Ифает кинетика реакций окисления, диффузия в оксидах (после образования их пленки) и диффузия железа в поверхностный слой. Поэтому в нагревательных печах существует критическая скорость газа, выше которой окисление металла уже практически не зависит от скорости газа. Имеющиеся данные свидетельст ют о том, что величина этой скорости очень мала, и можно сказать, что при реальных скоростях газа в нафевательных печах (w > 1+5 м/с) она практически не влияет на процесс окалинообразования. При этом гораздо большую роль ифает температура металла, состав атмосферы над поверхностью металла и время пребывания металла в этих условиях. При исследовании окисления железа в водяном паре и диоксиде угаерода, было установлено, что величина окалинообразования j подчиняется уравнению [c.601]

Касание вблизи точки О (оно не показано на рис. 46) также отвечает критическому условию, но другого типа. Бесконечно малое перемещение от точки касания прямой теплоотвода влево или кривой выделения тепла вправо приводит к резкому падению темиературы, т. е. горючий материал, вместо того чтобы реагировать ири температуре, соответствующей точке Q или более высокой температуре, находится в устойчивом состоянии при температурах, отвечающих точкам иересечення, лежащим левее Ь. В связи с этим Франк-Каменецкий назвал эту точку критической точкой тушения, а Ван-Лун — минимальной температурой горения. Подобно температуре воспламенения, эта температура пе является постоянной величиной, поскольку она зависит от различных факторов. Например, значительное влияние на нее может оказывать скорость газа. В диффузионной области скорость газа, помимо влияния на коэффициент теплопередачи, может также определять положение кривой теило-выделения. Этот эффект обнаруживается в том случае, когда наиболее медленной стадией является ие диффузия внутри пор к поверхности взаимодействия и от нее, а диффузии через гидродинамический пограничный слой к наружной поверхности твердого вещества. [c.174]

Для медленных реакций температурные градиенты являются малосущественными, но для экзотермических реакций они составляют автоката-литический компонент, который может вызвать очень быстрое увеличение скорости реакции вплоть до взрыва. Если рассматривать элементарный объем в системе с экзотермической реакцией, то в этом элементе будет достигнуто кваз11Стационарное состояние температурного равновесия в том случае, когда теплота, выделяющаяся в результате реакции, компенсируется отводом теплоты из этого элемента путем теплопроводности, конвекции и диффузии. Если последние процессы не способны достаточно быстро рассеять теплоту реакции, то скорость тепловыделения усиливается и возникает неустойчивое состояние, при котором возрастание скорости реакции ограничивается только подачей реагентов. Быстрое увеличение скорости реакции вследствие прогрессирующего тепловыделения в системе приводит к так называемому тепловому взрыву. Экзотермическая реакция нагревает газ до критической температуры взрыва. [c.372]

КРИТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, особенности в поведении в-ва, наблюдаемые вблизи критич. точек однокомпонентных систем и р-ров (см. Критическое состояние), а также вблизи точек фазовых переходов II рода. Важнейшие К. я. в окрестности критич. точкн равновесия жидкость - газ увеличение сжимаемости в-ва, аномально большое поглощение звука, резкое увеличение рассеяния света (т. наз. критич. опалесценция), рентгеновских лучей, потоков нейтронов изменение характера броуновского движения аномалии вязкости, теплопроводности и др. В окрестности Кюри точки у ферромагнетиков и сегнетоэлектриков наблюдается аномальное возрастание магн. восприимчивости или диэлектрич. проницаемости соотв., вблизи критич. точек р-ров - замедление взаимной диффузии компонентов. К. я. могут наблюдаться и вблизи точек т. наз. слабых фазовых переходов I рода, где скачки энтропии и плотности очень малы и переход, т. обр., близок к фазовому переходу II рода, напр, при переходе изотропной жидкосги в нематич. жидкий кристалл. Во всех случаях при К. я. наблюдается аномалия теплоемкости. К. я. оказывают влияние и на кинетику хим. процессов вблизи критич. значений параметров состояния. В частности, скорость гетерог. р-ций в диффузионной области протекания перестает зависеть от состава системы. Скорость бимолекулярных р-ций с малой энергией активации вблизи критич. точки резко замедляется. [c.540]

Физические и химические свойства водорода. Водород при обычных условиях - газ без цвета и запаха, имеет нормальную точку кипения 20, 27 К, критическую точку 33,22 К при давлении 1,29 МПа, тройную точку (Т ) 13,95 К при давлении 7,397 кПа. Вязкость газа при нормальных условиях равна 8,24x10 Па.с, теплопроводность -1,2 Вт/(м К) , теплоемкости Ср = 24,2 Дж(моль К) , 15,95 Дж (моль К) . Водород обладает наибольшей скоростью диффузии и наиболее высокой теплопроводностью среди азов, поэтому применяется как охлаждающий агент. Охлаждение нагретого предмета водородом происходит в 7 раз быстрее. Чем воздухом. [c.151]

При малых значениях критерия Ке движение ламинарное, а при больших — турбулентное. Критическое значение Ке, соответствующее изменению характера движения в трубах, равно 2300. При дви-Лхении газа через пористую шихту критическое значение Ке значительно ниже. По данным Борескова [232], нри окислении нафталина в промышленном контактном аппарате значение Ке равно 200. Расчет влияния массопередачи па суммарную скорость этой реакции показал, что уменьшение скорости реакции вследствие влияния внешней диффузии невелико и составляет 2,5%. [c.129]

При малых значениях критерия Ке движение ламинарное, а при больших-турбулентное. Критическое значение Ке, соответствующее изменению характера движения в трубах, равно 2300. При движении газа через пористую среду критическое значение Кскр значительно ниже. При увеличении турбулизации потока (росте числа Ке) скорость диффузии реагентов к поверхности катализатора увеличивается. Ряд процессов глубокого окисления выгодно проводить в области внешней диффузии. [c.119]

Приблизительно линейная зависимость логарифма вязкости от 1/Т показывает, что существует аналогия с уравнением Аррениуса, описывающим скорость химических реакций угол наклона прямой используют для вычисления энергии активации. Эта аналогия основана на предположении, что движению молекул препятствует энергетический барьер, некоторым образом связанный с квазиупорядоченным строением жидкости. Такой барьер, по-види,мому, существует в жидкостях с явно выраженной структурой, однако Гильдебрандт и др. [1в], используя более ранние вычисления Даймонда и Адлера [1г], недавно показали, что для простых жидкостей, где не образуются ассоциаты молекул (а также в газах с плотностью выше критической), можно вычислить абсолютную величину и температурную зависимость вязкости и коэффициента диффузии, не делая предположения о существовании активационного барьера. Вычисленные таким образом значения согласуются с экспериментальными данными в пределах 10%. [c.101]

Для всех моделей oi сжимающимся ядром сделано общее допущение, что по отношению к диффузии газообразного реагента в слое продукта нереагировавшее ядро стационарно. Это чрезвычайно упрощает решение задачи нестационарной диффузии с подвижкой границей. Предположение о квазистационарном состоянии обосновывается значительно более высокой скоростью переноса газообразного реагента по направлению к нереагировавшему ядру по сравнению со скоростью движения самой границы ядра. В работе [9.28] критически рассмотрено это допущение и показано, что оно в общем случае обосновано для некаталитической реакции газ — твердая фаза этого типа. Таким образом, практически в уравнении материального баланса в общем случае можно пренебречь членом, соответствующим накоплению массы. [c.219]

Вторым этапом программы является определение ассортимента веществ для проектируемых химико-технологических систем и составление перечня сво11ств, необходимых для технологических расчетов в САПР. При проектировании предприятий многих отраслей химической промышленности необходимо знать следующие физико-химические свойства. Для газов и газовых смесей — это парциальные давления газовых компонентов, псевдокритическая температура, псевдокритическое давление, температура кипения при нормальных условиях, плотность, динамическая и кинематическая вязкость, изобарная и изохорная теплоемкости, показатель адиабаты, теплопроводность, коэффициенты диффузии, энтальпия (здесь и далее имеется в виду изменение энтальпии при нагревании). Для жидкостей (растворов электролитов) — активность воды, парциальное давление паров воды, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность, динамический коэффициент вязкости, теплопроводность, энтальпия, температуры кипения и замерзания раствора, коэффициенты активности, осмотические коэффициенты. Для твердых веществ — энтропия, электросопротивление, диффузия, теплопроводность, поверхностная энергия, энтальпия, теплоемкость, скорость распространения звука, теплота и температура плавления, критические параметры. [c.10]

Скорость сорбции веществ, входящих в одну группу, может сильно различаться в зависимости от их физико-химических свойств и прежде всего размера молекул. В качестве примера в табл. 40 приведены относительные коэффициенты диффузии некоторых газов в мордените различной ионной формы, а также в левините, полученные в работе Баррера [15]. Коэффициенты диффузии, как видно из данных таблицы, различаются в сотни и тысячи раз. При адсорбции газов на активных углях или силикагелях коэффициенты диффузии в таких же условиях различаются всего лишь в несколько раз. Кингтон и Лейн [16] теоретически показали возможность сорбции молекул с размерами, большими размеров входного отверстия, если молекула обладает достаточно большой энергией активации. Эти соображения подтверждаются экспериментальными данными Кеннона [17]. Кеннон сделал наблюдение, что дифторхлорметан при 25° С с очень малой скоростью сорбируется па молекулярном сите Линде 4А, хотя критический размер молекулы составляет 4,93 А и третий [c.193]

Критическое давление для газовых диффузий зависит от давления воздуха (или газа), растворенного в жидкости, и от размеров пузырьков, наполненных нерастворенньш воздухом. Если стараться точно воспроизвести газовую диффузию на модели, то необходимо строго контролировать оба эти фактора. В противном случае скорость роста воздушных пузырьков или скорость выделения растворившегося воздуха будут настолько малы, что придется работать на модели со скоростями потока (а, следовательно, и с напорами) еще более меньшими, чем это требуется для выполнения закона подобия Фруда. Это нецелесообразно уже только потому, что мы не заинтересованы в этих явлениях, когда проводим кавитационные испытания. Для предотвращения возникновения газовой диффузии необходимо удалять весь растворенный воздух и все воздушные частицы из жидкости. Однако это также чревато нежелател1,ными последствиями, так как, во-первых, удаление растворенного и нерастворенного воздуха из жидкости понижает до очень малой величины давление парообразования и, во-вторых, степень дегазации жидкости при модельных испытаниях очень трудно увязать с ее состоянием в натуре. [c.212]

Один из технологических процессов разделения кислорода и азота последних лет основан на том, что скорость диффузии в тонкопористых адсорбентах в значительной степени лимитируется диффузией в порах, имеющих размеры, соизмеримые с размером молекулы азота (критический диаметр молекулы азота 0,3 нм). Пратш 4] показал, что коэффициент диффузии постоянных газов в активном угле, содержащем субмикропоры диаметром около 1 нм, слабо зависит от критического диаметра молекул. Напротив, при использовапии углеродного молекулярного сита с размером пор 0,5—0,7 им скорость адсорбции зависит от размеров молекул в этом случае контролирующим [c.123]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология