Перенос вещества сравнение

Перенос вещества через непористые мембраны включает стадии сорбции, диффузии и десорбции с противоположной стороны мембраны. Обычно сорбция и десорбция протекают быстро по сравнению с диффузией, скорость которой определяет суммарную скорость переноса. Скорость переноса в соответствии с первым законом Фика выражается следующим образом [c.97]

Таким образом, в граничном слое Прандтля при наличии в нем градиента концентрации массоперенос осуществляется двумя разными параллельно протекающими путями. Суммарная скорость процесса массопереноса определяется скоростью протекания каждого элементарного процесса переноса. Если, однако,торможение одного из этих параллельных процессов значительно меньше торможения другого, то суммарная скорость массопереноса определяется в основном скоростью этого наименее заторможенного, т. е. быстрого, процесса переноса. Скорость конвективного массопереноса в граничном слое Прандтля снижается по мере уменьшения скорости движения V в нем жидкости (см. рис. 143) и его роль в определении суммарной скорости массопереноса тоже уменьшается, а роль молекулярной диффузии возрастает. Начиная с какого-то расстояния от твердой поверхности б молекулярный перенос вещества становится преобладающим по сравнению с конвективным переносом, который преобладает в части слоя Прандтля (77 — б). [c.209]

Эта формулировка Клаузиуса имеет самый общий характер. Если система находится при однородной температуре (т. е. если ограничиться необратимыми процессами переноса вещества, химическими реакциями и диссипативными процессами), то эффективная и истинная температуры совпадают. Величина dQ названа Клаузиусом некомпенсированной теплотой. Ее значение для теории необратимых процессов впервые было понято Дюгемом (1911). Сравнение (4.33) и (4.29) с учетом (4.27) дает соотношение [c.27]

Графически функция распределения ( 1.18) представлена на рис. 1.2. Эта функция тем более размазана , чем меньше число Пекле, т. е. чем большую роль в переносе вещества играет диффузия 0 сравнению с конвекцией. По мере увеличения числа Пекле функция распределения ( 1.18) сужается, обращаясь в пределе (Ре -> оо) в б-функцию. [c.209]

Для оценки стационарных режимов зернистого слоя в целом необходимо, таким образом, хотя бы качественно исследовать характер решений уравнений (VI.144) и (VI.145). Заметим, что первые два члена этих уравнений описывают перенос вещества и тепла, соответственно в поперечном и продольном направлениях. Возможны два предельных режима теплопереноса [36]. Первый — почти адиабатический, когда отвод тепла на стенку незначителен и практически все тепло реакции уходит на нагревание реагирующего потока. В этом режиме первый член уравнения (VI.145) пренебрежимо мал повсюду, кроме ближайшей окрестности стенки реактора. Переход трубчатого реактора в почти адиабатический режим является крайне нежелательным, поскольку при этом не решается главная задача аппарата этого типа — обеспечение отвода тепла реакции на стенку — и температура в центре реактора быстро возрастает, вызывая угрозу перехода процесса в диффузионный режим. Желательным обычно является другой предельный режим работы реактора, который можно назвать почти изотермическим. В этом режиме тепло реакции отводится в основном на стенку, а изменение температуры по длине реактора мало. Соответственно второй член уравнения (VI. 145) мал по сравнению с первым и в первом приближении может быть отброшен. Из сравнительной оценки обоих членов ясно, что условие работы реактора в почти изотермическом режиме имеет вид [c.254]

Отметим, что, с одной стороны, рассмотренные уравнения приложимы к реакциям, описываемым любыми кинетическими уравнениями, поскольку по условию сопротивление процессу со стороны химической реакции пренебрежимо мало в сравнении с сопротивлением, возникающим при переносе вещества. С другой стороны, на форму уравнения скорости процесса в значительной степени влияет стехиометрическое уравнение реакции. Применение разных форм кинетических уравнений показано в примере ХП1-Т (стр. 389). [c.375]

Уточнение модели переноса вещества. Оценим теперь влияние других факторов диффузию газа в плотной фазе, дисперсию газа в разреженной фазе, характер потока (восходящий или нисходящий) в плотной фазе, наличие частиц в пузырях и др. Как будет показано ниже, роль всех этих факторов существенно меньше по сравнению с межфазным обменом. В то же время при отражении их в математической модели, как правило, повышается порядок исходной (невозмущенной) системы дифференциальных уравнений, решение которых даже в линейном случае громоздко. Часто оказывается достаточным найти первое приближение к решению невозмущенной системы. [c.48]

Перенос вещества в неподвижном слое твердого материала представляет собой неустановившийся процесс, что обусловливает специфический характер процессов массопередачи с твердой фазой по сравнению с массопередачей в системах газ (пар) — жидкость и жидкость—жидкость. [c.430]

В известном смысле образование фазовых контактов можно рассматривать как результат частичной коалесценции твердых частиц из-за увеличения площади непосредственного контакта между ними с переходом от точечного соприкосновения к когезионному взаимодействию на значительной (по сравнению с атомными размерами) площади. Такой переход в некоторых случаях может осуществляться постепенно, например, вследствие диффузионного переноса вещества в контактную зону при спекании. Однако, как показывают непосредственные экспериментальные наблюдения, этот переход чаще происходит скачкообразно. [c.318]

Отметим еще, что внутренний след при больших значениях времени практически не оказывает влияния на перенос вещества внутри капли. Действительно, общий механизм переноса из ядра потока в след тот же, что и переноса из ядра в диффузионный пограничный слой, однако поверхность следа пренебрежимо мала (порядка Ре / по сравнению с поверхностью пограничного слоя). [c.297]

При значительном диффузионном торможении реакции переносом вещества концентрации компонентов внутри зерна практически не отличаются от равновесной Ср з , а глубина работающего сдоя будет мала по сравнению с размерами зерна. В этом случае зерно можно рассматривать как плоскую пластинку, в которой процесс описывается уравнением [c.43]

Если в качестве первого приближения считать нормальный массовый перенос вещества к стенке незначительным по сравнению с диффузионным потоком, то существует полная аналогия решений гидродинамической и диффузионной задачи при Рг= 1. [c.23]

Исследования показали повышенную скорость течения через пористую перегородку адсорбирующихся газов по сравнению с не-адсорбирующимися, что и было объяснено дополнительным переносом вещества в адсорбированной фазе за счет миграции молекул по поверхности пор [9]. [c.177]

При турбулентном движении перенос вещества за счет молекулярной диффузии невелик по сравнению с переносом вещества за счет турбулентных пульсаций и направленного движения фазы. Однако картина резко изменяется в непосредственной близости к границе раздела, где значение молекулярной диффузии становится исключительно важным. [c.54]

Рассмотрим диффузию к плоской поверхности и будем считать, что все величины зависят только от одной координаты , направленной перпендикулярно к поверхности. Переносом вещества в направлении, параллельном поверхности, мы при этом пренебрегаем. Это допущение одномерной диффузии можно считать оправданным для пограничного слоя, так как пограничным слоем, по определению, называется область течения, в которой продольными градиентами можно пренебречь в сравнении с поперечными. Для одномерной диффузии формула (П1, 4) принимает вид [c.146]

Извлекаемый компонент только в первый момент экстрагирования находится в контакте с движущейся жидкостью, а впоследствии теряет контакт с нею. Перенос вещества к границам пористого тела происходит с помощью механизма молекулярной диффузии в неподвижной жидкости, заполняющей пористый объем. По этой причине экстрагирование-менее интенсивный процесс по сравнению с растворением. [c.277]

Критерием чисто конвективного переноса вещества является малость диффузионных членов в правой части (6.118) по сравнению с конвективным членом в левой части. Правая часть содержит два слагаемых. Первое определяет продольную диффузию с характерным временем о где Ь — характер- [c.115]

Здесь ш1 представляет среднее время заполнения области адсорбтивом другими словами, равняется первому статистическому моменту кинетической кривой в мысленном эксперименте, в котором скорость переноса вещества в области Юд — со достаточно велика по сравнению со скоростью переноса вещества в области СО1 V — характеризует форму гранулы для гранулы плоской формы V = 1, для цилиндра V = 2, для сферы [c.298]

Сравнение решений, полученных с учетом переноса вещества и тепла, с результатами, полученными по модели идеального вытес -нения, показывает, что при прочих равных параметрах профиля степени превращения, получающиеся по обеим моделям, близки. В противоположность этому, между температурными профилями имеются значительные расхождения различие максимальных температур составляют 40-50°С. [c.147]

С точки зрения электрохимии деминерализация сыворотки имеет несколько специфических особенностей, которые не встречаются в других процессах деминерализации (например, преимущественный перенос одновалентных ионов по сравнению с переносом многовалентных ионов, смещение pH, которое вызывает денатурирование протеинов, диализный перенос вещества, а также оптимальная проводимость ячейки). Эти особенности объясняются физико-химической природой сыворотки, буферным и хелатным влиянием органических веществ, присутствующих в растворе. Вследствие относительно высокой вязкости сыворотки и присутствия органических веществ, способных связывать простые ионы в комплексные соединения, ионная подвижность и диффузия электролитов в сыворотке отличаются от подвижности и диффузии электролитов в более простых растворах. Эти отличия обычно усугубляются, если концентрация твердых веществ в обрабатываемой сыворотке выше ее нормального значения, равного 6%. [c.71]

Говоря о скорости потока в зернистом слое , часто имеют в виду совершенно различные величины эта неопределенность связана с тем, что имеется несколько уровней и способов усреднения скорости потока. Самое детализированное описание гидродинамики потока дает задание истинных локальных скоростей в каждой точке свободного объема зернистого слоя. Истинная локальная скорость потока обращается в нуль у поверхности твердых частиц. При скоростях потока, обычных для промышленных каталитических процессов, близ твердой поверхности наблюдается резкий перепад скорости, сосредоточенный в тонком гидродинамическом пограничном слое, толщина которого мала по сравнению с характерным размером твердых частиц или промежутков между ними. Поле истинных локальных скоростей близ твердой поверхности определяет скорость иассо-и теплообмена между потоком и поверхностью твердых частиц (см. главу 1П). Влияние распределения истинных локальных скоростей потока близ твердой поверхности на процессы переноса в слое в целом сказывается лишь в том, что участки близ твердой поверхности, где скорость потока близка к нулю, могут играть роль застойных зон , в которых происходит задержка и накопление вещества, распространяющегося по слою с движущимся потоком. Особенно сильные застойные эффекты должны наблюдаться в областях близ точек соприкосновения твердых частиц (рис. VI.4). Эти области эквивалентны узким и глубоким каналам турбулентные пульсации в них не проникают, истинная локальная скорость потока близка к нулю, и перенос вещества осуществляется только с помощью медленного процесса молекулярной диффузии. [c.215]

Таким образом, критерий Нуссельта показывает, насколько увеличивается перенос вещества за счет турбулентной диффузии ио сравнению с чисто молекуляр1ЮЙ диффузией. [c.202]

Задача о днффл зии растворенного в потоке жидкости вещества к поверхности твердой сферы рассмотрена в [26]. Предполагается, что на поверхности сферы происходит полное поглощение диффундирующего вещества. Рассматоивается случай больших чисел Ре и малых конечных чисел Re, Определение поля концентраций проводится в приближении диффузионного пограничного слоя, в котором перенос вещества вдоль поверхности частицы пренебрежимо мал по сравнению с радиальным диффузионным переносом. Для поля обтекания частицы используется приближенное выражение для функции тока, найденное в [6]. В работе получено выражение [c.258]

Процессы, при которых химическая реакция протекает медленнее, чем происходит перенос массы. Когда скорость химической реакции мала ио сравнению со скоростью переноса вещества между фазами, большая часть вещества А проходит через ламинарный слой, не претерпев превращения, и попадает в основную массу потока жидкой фазы. Следовательно, явления, протекающие в указанном слое, могут лимитировать процесс в целом, но только при условии, что в лалпь нарном слое реагирует относительно небольшая-доля компонента А, т. е. его концентрация во всей жидкости, включая этот слой, одинакова (рис. XIII-3, в). [c.378]

Гидравлическое сопротивление характеризуется трением о поверхность насадки, разностью давлений на ее лобовой и кормовой частях и энергией, расходуемой на турбулиза-цию газового следа. В ламинарной области гидравлическое сопротивление обусловлено трением, которое в свою очередь определяется переносом количества движения по направлению к поверхности тела с увеличением трения возрастает и скорость переноса вещества. Поэтому при работе в ламинарной области желательно применять тела с высоким коэффициентом сопротивления. Шаровая форма тел по сравнению с цилиндром и вытянутым эллипсоидом эффективнее их и имеет в 2 раза больший коэффициент сопротивления. [c.481]

В фазовых контактах сцепление частиц обусловлено близкодействующими силами и осуществляется по крайней мере 10-... 10 межатомными связями вследствие увеличения площади контакта по сравнению с атомным [174]. В зависимости от дисперсности и средней прочности отдельного контакта прочность структуры составляет 10. .. 10 Н/м и более. Образование фазовых контактов можно рассматривать как процесс частичной коалесценции [174] твердых частиц из-за увеличения площади непосредственного контакта между ними с переходом от "трчечного" соприкосновения к когезионному взаимодействию на значитеяы ой площади. Такой переход может осуществляться постепенно, например вследствие диффузионного переноса вещества в контактную зону при спекании. Чаще он происходит скачкообразно, как правило, в тех случаях, кс гда возникновение фазового контакта связано с необходимостью преодоле1 ия энергетического барьера, определяемого работой образования устойчивого в данных условиях зародыша - контакта - первичного мостика между частицами. Возникновение и развитие его могут быть результатом совместной пластической деформации частиц в местах их соприкосновения под действием механических напряжений, превышающих предел текучести материала частиц. Зародыш-контакт может образоваться и при вьщелении вещества новой фазы из ме-тастабильных растворов в контактной зоне между кристалликами - новообразованиями срастание кристалликов ведет при этом к формированию высокодисперсных поликристаллических агрегатов [174,193]. [c.106]

Как отмечалось, Нернст полагал, что в слое, прилегающем к поверхности твердого тела толщиной Д, жидкость отличается измененными по сравнению со всей ее массой физико-химическими свойствами, и перенос вещества через этот слой осуществляется только путем молекулярной диффузии. Эти представления нашли качественное подтверждение в опытах А, Г. Самарцева. Путем оптических измерений он нашел, что в водных растворах вблизи поверхности твердого тела действительно существует тонкий слой жидкости, в котором имеется значительное изменение концентрации. Тем пе менее теория Нернста лишь формально описывает процесс. Найденные из экспериментальных определений и вычисленные по уравнению (ХУП1,32) величины Д оказались имеющими порядок 10" —10 см. Поскольку размер молекул имеет порядок 10 см, слой указанной толщины соответствует 10 —10 молекулярных слоев. [c.376]

Попав в область с другой скоростью осевого переноса, вещество остается там некоторое время / >. Это время можно трактовать как время релаксации осевого диффузионного потока, в течение которого этот поток определяется не локальным осевым градиентом концентрации, а молярным адвективным переносом [8]. Связь между потоком и градиентом концентрации в этом случае не локальна и не мгновенна система обладает некоторой памятью [8,9]. Это свойство эредитарности (наследственности) становится существенным, когда время релаксации оказывается не малым в сравнении с другими характерными временами, в течение которых в системе происходят существенные изменения (химические превращения, пребывание в реакторе и т.п.). В этом слз чае можно говорить о новом (дисперсионном) механизме продольною перемешивания как о процессе слу чайного блуждания вдоль оси аппарата, и в этом слу тае возможен переход к дисперсионной (волновой) модели массопереноса [8]. [c.10]

В диффугионном пограничном слое с исключенной областью передней критической точки с1 Ь / — 1 < О (е), О (е) < 0, я — в О (е) в уравнении (1.1) можно пренебречь тангенциальным диффузионным переносом вещества по сравнению с диффузией в радиальном напраплении. [c.81]

Планомерные исследования по разработке промышленного метода производства кристаллов пьезокварца начались в 30-е годы в Германии. В изотермическом режиме в водных растворах бикарбоната натрия при 60 7о-ном заполнении свободного пространства кристаллизатора при температуре 410°С Р. Наккеном были выращены отдельные кристаллы массой до 5 г. В качестве питающего материала использовалось кварцевое стекло, которое обладало на порядок большей растворимостью по сравнению с кварцем. Вследствие различной растворимости двух сосуществующих фаз диоксида кремния в изотермических условиях раствор оказывался пересыщенным в отношении кварца. Кварцевое стекло растворялось и непрерывно питало раствор, а кристаллическая затравка росла. Однако процесс переноса вещества ограничивался кристаллизацией кварцевого стекла, что привело к необходимости осуществления циклического процесса для замены шихтового материала. Перенос нарастающих кристаллов из опыта в опыт при- [c.4]

Обычные методы ректификации включают в себя сток флегмы под влиянием силы тяжести, что обеспечивает контактную ректификацию. Двухсторонний перенос вещества между потоками жидкости и пара, текущими в противоположных направлениях, происходит благодаря самопроизвольному стремлению жидкости и пара, находящихся в контакте, достигнуть равновесия. Пар в любой точке колонки всегда более беден легким материалом по сравнению с гипотетическим составом, который должен был бы иметь пар при равновесии с кидкостью в данной точке. Вследствие этого всегда происходит самопроизвольный перенос тяжелого вещества в жидкость и легкого вещества в пар. Это подробно рассматривается в гл. I. Анализ этого явления, протекающего при низком давлении, однако, указывает на некоторые особенности, которые не имеют какого-либо значения при атмосферном давлении. В последнем случае скорость переноса между этими фазами настолько мала по сравнению с абсолютной скоростью, что для практических целей можно считать жидкость и пар находящимися в равновесии друг с другом на поверхности раздела фаз тогда фактором, определяющим скорость процесса, является диффузия вещества к поверхности раздела и от нее. С другой стороны, абсолютная скорость испарения и конденсации становится при низких давлениях малой (см. гл. VI, часть I). При давлениях порядка нескольких миллиметров ртутного столба испарение и конденсация могут стать самой медленной стадией, определяющей и лимитируюп ей весь процесс обогащения. [c.394]

Для условий, которым соответствуют большие значения числа Пекле Ре = гиИО, уравнение (1.16) можно упростить. Действительно, это число определяет роль конвективного переноса вещества [члены левой части уравнения (1.16)1 в сравнении с молекулярным переносом вещества (члены правой части). При больших значениях Ре членами, отражающими молекулярный перенос, можно пренебречь. Полученное уравнение [c.16]

Обратим внимание на то, что уравнения баланса (2.1)—(2.7), точные для периодического процесса, для прямоточного процесса являются приближенными, поскольку не учитывают диффузионный перенос вещества, обусловленный градиентом концентрации. В настоящее время разработана более точная теория, учитывающая диффузионный перенос вещества в условиях непрерывных процессов [2]. Нетрудно сделать вывод об определенных недостатках прямоточного процесса. Они сходны с недостатками периодического процесса, главный из которых — невозможность достижения высокой степени извлечения. Однако по сравнению с периодическим цроцес-сом отчетливо проявляются преимущества прямотока непрерывность действия и практическая легкость осуществления, например в виде гидравлического транспорта твердой фазы. Обычно прямоточный аппарат рассматривается как аппарат полного (идеального) вытеснения [96, 118]. В дальнейшем именно эта математическая модель будет принята для описания концентрационных полей внутри аппарата. [c.67]

Сравнение выражений ( .34) и ( .33) приводит к выводу, что физические свойства жидкости (V и /) ) одинаково влияют как на толщину диффузионного пограничного слоя в ламинарном потоке жидкости, так и на толщину диффузионного подслоя в турбулентном потоке жидкости. Если принять, что основное сопротивление массоотдаче от поверхности в обтекающую ее жидкость создается диффузионным подслоем, в котором перенос вещества происходит путем молекулярной диффузии, то поток вещества / можно выразить соотношениями [c.421]

Капельные жидкости обладают высокой молекулярноп вязкостью и малыми коэффициентами диффузионного переноса, поэтому значения диффузионных критериев Прандтля для них существенно больше единицы. Это означает, что подобие скоростных и концентрационных полей в потоках капельных жидкостей отсутствует и в тех зонах, где силы вязкого трения преобладают над инерционными (например, вблизи твердых иоверх-ностей), конвективный перенос целевого компонента может быть сравнимым или даже преобладающим по сравнению с диффузионным переносом вещества. [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология