Межфазная концентрация

Формулы (6.12) и (6.13) неудобны для расчета скорости массопередачи и поверхностного сопротивления, поскольку в них входят неизвестные концентрации СцИ С2 на поверхности раздела фаз. Приведем их к более удобному для обработки экспериментальных данных виду, исключив неизвестные межфазные концентрации. [c.262]

Для адсорбционных процессов на границе фаз кристалл — раствор справедливы условия равновесия, рассмотренные для системы кристалл — газ и определяемые изотермами адсорбции. Подобно тому, как поверхность кристалла адсорбирует атомы или молекулы газа и тем самым ими обогащается, на поверхности раздела кристалл — раствор также концентрируются определенные молекулы, находящиеся в растворе, причем между пх концентрацией на поверхности и в растворе устанавливается равновесие. Вещества, которые сосредоточиваются таким образом, называются поэтому поверхностноактивными. Избыток такого вещества в пограничном слое характеризуется поверхностной концентрацией (межфазной концентрацией) Сгр. Эта величина показывает, на сколько молей растворенного вещества содержит больше пограничный слой данной площади и толщины, чем слой равного объема внутри раствора [c.272]

Результаты расчета приведены на рис. 7.7. Температура на поверхности раздела фаз устанавливается в соответствии с межфазной концентрацией. Эта температура и температура в объеме газа определяют скорость ощутимой теплоотдачи к поверхности. Полагая, что для рассматриваемой системы Ье = 0,7 и для каждого состава Ср — 96,3 кДж/(кмоль-°С), можно вычислить к— 1,6 X X 10 -96,3-0,101325/0,7 / = 0,199 кВт/(м -°С). Теплота конденсации для обоих соединений составляет приблизительно X = 31401 кДж/кмоль, и общая скорость отвода тепла от границы раздела фаз должна быть [c.309]

Указанное выше решение для твердого шарика можно найти в ряде известных учебников по теплопередаче и диффузии [29]. Семейство кривых на рис. 36. 5 применимо как к системам, в которых межфазная концентрация постоянна, так и к системам, в которых концентрация на границе раздела изменяется из-за сопротивления массопередаче в сплошной [c.531]

Рпс. 111.39. Схема изменения мольных концентраций х а у в произвольном сечении, перпендикулярном межфазной поверхности. [c.210]

Случай 2 [Л -у со, (р оо)]. Эти условия соответствуют интенсивному межфазному обмену, при котором концентрация в плотной фазе равна концентрации в фазе пузырей и, следовательно, — С, = 0. С учетом последнего равенства вместо двухфазной модели псевдоожиженный слой можно рассматривать как однофазную систему, описываемую уравнением [c.130]

В случае процесса, проходящего в гетерогенной системе и сопровождаемого химической реакцией, расчет наблюдаемой скорости превращения требует, как указано выше, учета параметров, имеющих решающее значение как для скорости химической реакции, так и для массопереноса. Для этого можно использовать различные методы. Один из них основан на изучении превращения в установившемся режиме, т. е. в состоянии динамического равновесия. Предположим, что реакционная система состоит из твердой фазы и жидкости (газа), в ядре потока которой концентрация исходного вещества постоянна и равна С. Исходное вещество диффундирует к межфазной поверхности и достигает там концентрации С . Скорость химической реакции на межфазной поверхности является функцией этой концентрации. При установившемся режиме количество исходного вещества, которое должно прореагировать в единицу времени на единице межфазной поверхности, равно количеству исходного вещества, перенесенному в зону реакции в результате диффузии. Для реакций первого порядка справедлива следующая зависимость [c.247]

Как следует из зависимости (УП1-168), скорость превращения, состоящего из двух последовательных этапов —диффузии исходного вещества к межфазной поверхности и химической реакции первого порядка на этой поверхности, можно также выразить кинетическим уравнением первого порядка относительно концентрации исходного вещества в ядре потока. Тогда константа скорости [c.247]

Концентрации исходного вещества в ядре потока и на межфазной поверхности приблизительно одинаковы, и диффузия не оказывает влияния на скорость превращения, которая обусловлена сопротивлением химической реакции. Это — так называемая кинетическая область протекания процесса. [c.248]

Кинетику превращений в системе жидкость (газ) — жидкость рассмотрим на примере абсорбции газа жидкостью с одновременной химической реакцией, считая, что реакция проходит только в жидкой фазе. До сих пор для количественного описания таких превращений широко используется пленочная теория Льюиса и Уитмена. Согласно этой теории, по обе стороны межфазной поверхности газ —жидкость существуют ламинарные пограничные пленки. Несмотря на то, что пленочная теория гидродинамически обоснована только для газа, она проста и удобна в применении. Предполагается, что вне пределов пограничных плепок изменения концентраций реагентов в направлении, перпендикулярном к межфазной поверхности, отсутствуют, а на поверхности контакта фаз между концентрациями абсорбируемого компонента в жидкости и в газе устанавливается динамическое равновесие. В состоянии такого равновесия зависимость между парциальным давлением газообразного компонента и его концентрацией в жидкой фазе выражается законом Генри. Принятая модель процесса используется при изотермических условиях его проведения. [c.250]

Таким образом, только когда В а = Ов, пенетрационная и пленочная теории дают идентичные результаты. В обоих методах анализа хода процесса коэффициент массоотдачи со стороны жидкой фазы не зависит от концентрации компонента А на межфазной поверхности и концентрации компонента В в турбулентной зоне жидкости. Для определения значения этого коэффициента при проектировании указанные величины должны быть известны. [c.254]

Таким образом, для случая линейной зависимости скорости межфазного перехода от концентрации общий коэффициент массопередачи со стороны первой фазы определяется соотношением [c.263]

Хп и 1/п —локальные концентрации того же компонента на межфазной поверхности кх и ку — коэффициенты массоотдачи в фазах [c.207]

Как уже говорилось, в данной главе рассматриваются лишь случаи, когда толщина пленки o значительно меньше объема жидкости, приходящегося на единицу межфазной поверхности. На. Объем основной массы жидкости, соответствующий единице поверхности равен (1/а — б) =< 1/а. При таких условиях существенной особенностью быстрых реакций (в используемом здесь смысле) является то, что концентрация непрореагировавшего газа в массе жидкости пренебрежимо мала или почти не отличается от равновесной (соответственно для необратимых или обратимых реакций). Покажем это применительно к общему случаю. [c.162]

Пусть реакция необратима и имеет т-ът порядок по А. Тогда скорость реакции, отнесенная к единице объема массы жидкости, будет k (Л ) ", где k зависит от концентрации реагента, с которым взаимодействует А. Скорость реакции А в объеме жидкости, соответствующем единице межфазной поверхности, составит k (Л ) "/а. Средняя концентрация реагента в пленке будет не больше, чем в массе жидкости, а средняя концентрация А в пленке — меньше, чем А. Значит скорость реакции в пленке, отнесенная к единице межфазной поверхности, будет меньше чем k (Л )"". Далее, скорость реакции в пленке не может быть намного ниже, чем в массе жидкости, если реакция быстра (в используемом здесь смысле) и заметно влияет на скорость абсорбции. Таким образом [c.162]

Обычно принимается (или подразумевается), что протекающая реакция достаточно быстра, чтобы концентрация растворенного кислорода в основной массе жидкости поддерживалась равной нулю, и в то же время достаточно медленна, чтобы реакцией кислорода в диффузионной пленке можно было пренебречь. При таких обстоятельствах скорость поглощения кислорода единицей-объема раствора должна быть равной k a A, где а — межфазная поверхность в единице объема жидкости (в этих опытах сопротивление в газовой фазе пренебрежимо мало), и результаты экспериментов по абсорбции могут служить для определения k a. Условия, необходимые для выполнения обоих допущений, обсуждаются в разделе VI-1-2. [c.255]

Более строгий анализ с помощью ЭВМ учитывает применение правильно определенных межфазных концентраций (линия а) для вычисления Hqg. Общую движущую силу, однако, следует брать при той же самой температуре, но при объемной концентрации в жидкости, и значение Y, таким образом, выражается линией Ь. Далее, линия равновесия, использованная при графическом решении в главе 11, незначительно отличается от данных, полученных по подпрограмме PHYSI (при тех же самых концентрациях и температурах, линия Ь). Этим объясняется различие в найденных значениях Nqg- [c.555]

Решение уравнения (16.7) совместно с краевыми условиями, выражающими постоянство концентрации на межфазной границе и вдали от нее, приводит к отедующей связи между коэффициентом массоотдачи k п коэффициентом молекулярной диффузии А о что эквивалентно St S . [c.173]

Зависимости, выведенные для основного и конвективного потоков, действительны только в пределах до граничной поверхности фазы (причем функция изменения концентрации также прерывна). Явная форма зависимости, описывающей поток на межфазной поверхности с помощью непрерывной функции, не может быть найдена. Вследствие этой трудности для описания потока между фазами пользуются эмпирическими формулами. Опыт показывает, что поток между фазами пропорционален площади А контакта фаз и разйости концентраций, температур и скоростей внутри фаз. Такой поток между фазами называют переходящим. [c.66]

Из сравнения этих зависимостей с выражениями (Vni-159) и (Vni-160) следует, что k = D bIz — коэффициент массоотдачи в единицах концентрации = Олв/С- Ггс) — коэффициент массоотдачи в единицах давления С, р — концентрация и парциальное давление компонента в ядре потока Си pi — концентрация и парциальное давление компонента у межфазной поверхности 2с — эффективная толщина пограничного слоя. [c.246]

Компонент А после диффундирования через пограничную пленку со стороны газовой фазы поглощается на межфазной поверхности и диффундирует затем в глубь жидкости, причем концентрация его в жидкости уменьшается быстрее, чем при физической диффузии, поскольку он вступает в химическое взаимодействие. Из турбулентной зоны (ядра потока) подводится компонент В, который в зоне реакции диффундирует в направлении, противоположном движению компонента А. Продукт реакции Р диффундирует одновременно с компонентом А в направлении турбулентной зоны жидкости. Изменения концентраций отдельных реагентов в ходе процесса показаны на рис. УП1-11. [c.255]

НИИ она падает. Объемная концентрация частиц в первом режиме сравнительно невелика, а скорость частиц достаточно высока. Наблюдается интенсивное мелкомасштабное пульсационное движение частиц и значительное перемешивание как сплошной, так и дисперсной фазы по высоте аппарата. Движение частиц во втором режиме носит замедленный и достаточно регулярный характер . Объемная концентрация частиц Bbmie, чем в первом режиме, и при не слишком больших расходах сплошной фазы близка к концентрации плотной упаковки. Продольное перемешивание значительно снижено по сравнению с первым режимом. Частицы соприкасаются друг с другом. Капли и пузыри в этом режиме заметно деформированы. За эти особенности второй режим движения капель и пузырей получил название режима плотной упаковки [156] или плотного слоя [133]. Из-за высокой объемной кош1ентрации частиц, а следовательно, и значительной межфазной поверхности, а также низких значений коэффициентов продольного перемешивания режим движения частиц во взвешенном состоянии имеет преимущества по сравнению с режимом обычного осаждения при проведении процессов тепло- и массообмена. [c.95]

Скорость межфазного перехода является линейной функцией концентраций экстрагаруемого компонента (т = 1, и = 1). [c.263]

Растворенные газы (даже углеводороды) понижают поверхностное натяжение нефти [131 —132], но эффект менее значителен, и изменения, возможно, обусловлены наличием молекул растворенного газа. Этот факт имеет большое значение для промышленности, где вязкость и поверхностное натяжение жидкости могут влиять на количество нефти, извлеченной при определенных условиях. Большая часть того, что было сказано, относится к межфазному (граничному) натяжению [133—134]. В системе нефть — вода pH водной фазы окажет влияние на межфазное натяжение это изменение не велико для нефтепродуктов с высокой степенью очистки, но увеличение pH, наблюдающееся в случае плохо очищенных или слегка окисленных нефтей, вызовет быстрое уменьшение меж-фазного натяжения [134—135]. Изменение поверхностного натяжения на границе раздела нефть — щелочная вода было предложено как метод контроля для последующей очистки или окисления таких продуктов, как, например, турбинные и изоляторные масла [136—138]. В тех случаях, когда поверхностное или межфазное натяжение понижается присутствием растворенных веществ, которые имеют тенденцию образовывать поверхностную пленку, требуется некоторое время, чтобы получить конечную концентрацию и, следовательно, — конечное значение натяжения. В таких системах необходимо различать динамическое и статическое натяжения первое относится к неокисленной поверхности, имеющей [c.183]

Центрированных латексов в первую очередь для получения издё ЛИЙ из пенорезины, качество которых находится в прямой зависимости от концентрации латексов. Лишь при концентрациях ниже 25% латексы обнаруживают ньютоновское поведение. При больших концентрациях латексы — неньютоновские жидкости [29], и их вязкость зависит от среднего размера частиц (рис. 1) [30], полидисперсности [31], а также от состава межфазных слоев, стабилизирующих этиЧастицы [4]. С увеличением среднего размера частиц и полидисперсности при прочих равных условиях вязкость понижается. Это обусловлено тем, что при возрастании среднего размера частиц уменьшается частичная концентрация и суммарная поверхность раздела, а следовательно, уменьшается влияние защитных слоев. [c.589]

Вначале концевые эффекты объясняли интенсивным массооб-меном, вызванным турбулизацией потоков в месте их входа в аппарат. Позднее [206] эти эффекты были объяснены продольным перемешиванием сплошной фазы. Оказалось [204], что экспериментальный профиль концентраций в распылительных колоннах располагается между расчетными профилями концентраций в. режимах идеального перемешивания и идеального вытеснений.. Расчеты показали, что модели идеального перемешивания соответствует наибольший концевой эффект, постепенно убывающий при переходе к поршневому потоку. Таким образом, концевой эффекту входа сплошной фазы в колонну не является следствием большого локального коэффициента массопередачи, а обусловлен конвективными потоками, не учитываемыми моделью идеального вытеснения. В результате из-за снижения движущей силы процесса уменьшается интенсивность межфазного массо- или теплообмена. [c.201]

Артор не совсем точно излагает основные концепции, лежащие в основе модели Кинга, а также выводы в отношении характера зависимости от В а, вытекающие из нее. В основу модели положена возможность одновременного действия двух механизмов переноса вещества от свободной поверхности вглубь жидкости в турбулентном потоке. Один из них соответствует постепенному затуханию коэффициентов турбулентного обмена с приближением к межфазной границе. Этот механизм Кинг считает относящимся к вихрям сравнительно небольшого масштаба. Другой механизм связан с обновлением поверхности сравнительно крупными вихрями (их размер должен быть больше толщины слоя, в котором происходит затухание по первому механизму и где соответственно происходит основное изменение концентрации). Таким образом, модель Кинга, по существу, включает представления теорий пограничного диффузионного слоя (см. выше) и обновления поверхности (см. ниже). Что касается возможного характера зависимости от О а, то на основании собственных экспериментальных данных, полученных в ячейке с мешалкой и в насадочной колонне и анализа результатов, полученных другими исследователями, Кинг приходит к выводу о более узком интервале практически возможного изменения показателя степени при Оа от 0,5 до 0,75. Прим. пер. [c.102]

Калдербэнк нашел, что добавление к воде электролитов или спиртов нормального строения увеличивает газосодержание дисперсии. Увеличение их концентрации приводит к росту к до определенного значения, которое далее остается постоянным. Четкое объяснение такого влияния добавляемых веществ на газосодержание и межфазную поверхность отсутствует. [c.229]

Onda К.,Takeu hi H., hem. Eng. Sei., 27, 449 (1972). Абсорбция кислорода растворами сульфита натрия в насадочной колонне (анализ влияния концентрации кислорода в газе на порядок реакции и определение межфазной поверхности). [c.287]

Таким образом, использование этого дешевого реагента более или менее ограничено необходимостью применения апротонных растворителей, но в отсутствие краун-эфиров он частично растворим только в одном органическом растворителе — ДМСО. Для приготовления бледно-желтого 0,15 М раствора КОг может быть использован 0,3 М раствор дициклогексано-18-крауна-б в ДМСО [576]. В большинстве случаев использование бензола более целесообразно, чем ДМСО, потому что применение бензола устраняет потенциально существующие сложности при использовании ДМСО-аниона [577]. Комплекс КОг с ди-циклогексано-18-крауном-6 растворим в бензоле до концентрации 0,05 моль/л [577]. В присутствии 18-крауна-б могут быть получены растворы КОг в ДМФА, ДМЭ и даже эфире [578]. Стабильные растворы тетраэтиламмонийсупероксида в апротонных растворителях были приготовлены путем электрохимического генерирования [579, 587], а недавно показано, что супероксид может быть активирован межфазным катализатором аликватом 336 [1016]. Ряд исследователей использовали нуклеофильные свойства супероксида. Сравнение реакционной способности К1 и КОг (0,5 М) по отношению к 1-бромоктану (0,5 М в ДМСО) в присутствии 18-крауна-б (0,05 М) показало, что периоды полупревращения равны примерно 20 ч и 45 с соответственно [580]. Таким образом, супероксид является супернуклеофилом . Разные авторы сообщают о различном строении продуктов реакции алкилгалогенидов и алкилсульфонатов в зависимости от условий. [c.391]