Жидкости диффузия обычная, теория

Трактовка рассматриваемых явлений на основе прямого анализа системы дифференциальных уравнений, описывающих конвективную массоотдачу в системах твердая стенка—жидкость и газ—жидкость, дается теорией пограничного диффузионного слоя В этой теории учитывается сложность структуры турбулентности внутри вязкого подслоя, прилегающего непосредственно к поверхности раздела фаз. Весьма существенной является постепенность затухания турбулентных пульсаций в подслое. Вследствие этого, поскольку в жидкостях величина коэффициента молекулярной ди(М)узии Оа обычно во много раз меньше величины кинематической вязкости V (v/Dд > 1), турбулентные пульсации, несмотря на их затухание, играют существенную роль в переносе массы почти до самой границы фаз. Пренебречь их влиянием можно лишь в пределах подслоя, названного диффузионным , толщина которого в жидкостях значительно меньше толщины вязкого подслоя. В пределах этого диффузионного подслоя преобладающим является перенос молекулярной диффузией. [c.101]

Первая теория конвективной диффузии была предложена В. Нернстом в 1904 г. В. Нернст исходил из предположения о том, что вблизи электрода всегда имеется неподвижный слой раствора, на границе которого скорость движения жидкости резко повышается до своей предельной величины и,, (рис. 87). Это предположение основывалось на опытах по определению вязкости жидкости, которую обычно находят или по скорости падения твердого шарика в жидкости, или по скорости вытекания жидкости из капилляра. Определяемые этими способами величины вязкости не зависят от материала, из которого [c.174]

Чем больше скорость испарения, тем больше и охлаждение поверхности жидкости и тем значительнее разница в температурах поверхностного слоя жидкости и остальной ее массы. Скорость процесса перехода вещества из л<идкости в пар и парциальное давление паров Ps в слое, прилегающем к поверхности жидкости, будут соответствовать температуре ее поверхностного слоя, а не температуре основной массы жидкости. Температуру поверхности жидкости практически измерить трудно. Обычно ее не измеряют и считают равной температуре основной массы жидкости однако это допустимо только тогда, когда скорость испарения невелика. Если скорость испарения значительна, то охлаждением поверхности нельзя пренебрегать, так как ошибка измерений достигает 20% и более. Исходя из молекулярно-кинетической теории, Максвелл вывел уравнение для коэффициента диффузии [c.404]

В обычных условиях перемешивания б = 10 — 10 см, что соответствует десяткам тысяч молекулярных слоев. Такой слой не может удерживаться молекулярными силами. Кроме того, прямые опыты показали, что на расстояниях порядка 10 см от твердой стенки наблюдается движение жидкости, а следовательно, ли нейный закон распределения концентрации теряет свое обоснование. Теория Нернста не позволяет оценить значение потока т теоретически, так как толщина б в ней не вычисляется, поэтому теория является только качественной, а не количественной. Уравнение (404) позволяет найти значение б, исходя из известных величин т, концентраций с и Со и известного коэффициента диффузии Х д, а затем производить количественные расчеты. [c.205]

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]

Опыты со слабо выраженным внешним эффектом или протекающие в замедленном темпе, а также опыты, демонстрация которых становится опасной при применении больших количеств реагирующих веществ и поэтому обычно демонстрируемых в микро- и полумикроколичествах. Примерами такого рода могут служить опыты, иллюстрирующие молекулярно-кинетическую теорию, а также многие из свойств веществ, объясняемые на ее основе диффузию, осмос, рост н растворение кристаллов, электролитическую диссоциацию, движение ионов или коллоидных частиц в растворах или газах под действием электрического поля, устойчивость и условия коагуляции дисперсных систем, выделение и растворение газов в жидкостях, кинетические явления в растворах, действие катализаторов, набухание, флотация, демонстрация окраски растворов и ее изменения под действием различных факторов, свойства едких, токсичных и взрывоопасных веществ. [c.152]

При реальной перегонке обычно не удается достичь равновесия, так как продолжительность и другие условия контакта противотоков жидкости и пара редко отвечают условиям, необходимым для осуществления равновесия. Поэтому теоретический анализ должен исходить из рассмотрения времени, скорости и поверхности контакта, влияющих на диффузию компонентов из жидкости в пар и обратно. Такой анализ сложен и все еще находится в процессе своего развития [10, 24—27] (см. также раздел IV). Несмотря на то, что теория перегонки должна объяснить явления, происходящие в условиях реальной перегонки, она не может обойтись без изучения составов жидкости и пара в условиях равновесия. Это изучение лежит в основе всей теоретической работы в рассматриваемой области. По этой причине настоящий раздел главы будет посвящен вопросу о давлении пара жидких смесей и различию в составе жидкости и ее пара. [c.16]

Трудность теоретического рассмотрения процесса испарения связана с необходимостью учета также и диффузии молекул в жидкой фазе. Однако скорость конденсации легко подсчитать на основе кинетической теории. Она рассматривает газообразное состояние, и вследствие малых плотностей пара при температурах, соответствующих молекулярной перегонке, можно принять, что пар следует законам идеального газа. Если можно вывести выражение для того, чтобы вычислить скорость конденсации, то очевидно, что это выражение даст также скорость испарения, потому что исходным предположением является равенство скорости конденсации и скорости испарения при условии равновесия. В последующем выводе поэтому конечное выражение дается для скорости конденсации. Рассмотрим единицу объема пара, находящегося в контакте с поверхностью той же жидкости, и предположим, что в этом случае приложимы обычные предположения кинетической теории газа, а именно, что молекулы пара малы по сравнению с расстоянием между ними, что [c.422]

Вознесенский считает, что его наблюдения подтверждают известную нам пленочную теорию. Визуальными наблюдениями трудно определить, достигают ли турбулентные пульсации поверхности в наблюдаемом застойном газовом слое. Но, несомненно, они показывают, что диффузия газов вблизи выгорающей угольной поверхности имеет иной характер, чем при обычном течении жидкости. Наличие застойных участков у выработанной поверхности и в ео углублениях способствует повышению роли молекулярной диффузии. [c.133]

Наиболее обычная трактовка скоростей реакций в растворах, лимитируемых диффузией, была первоначально развита Смолу-ховским [6] для скорости коагуляции коллоидов. Предполагается, что диффузию молекул можно рассматривать как движение макроскопических сферических частиц в вязкой жидкости. Дебай [8] распространил эту теорию на ионные растворы, где необходимо учитывать электростатические силы, действующие на большом расстоянии. [c.20]

Коэффициенты диффузии в жидкостях. Теория диффузии в жидкостях разработана менее подробно. Коэффициенты диффузии в жидкостях обычно на четыре порядка меньше, чем в газах, поэтому точный замер их чрезвычайно затруднен. Измерения коэффициентов диффузии редко производились вне температурной области Qr—40" С. Для расчета коэффициентов диффузии неэлектролитов в жидкостях при низких концентрациях диффундирующего компонента рекомендуется следующее выражение [c.405]

До сих пор при вычислении потоков диффузии мы полагали, что радиус поглощающего центра постоянен во времени. Однако стационарным уравнением для потока диффузии можно пользоваться и тогда, когда радиус поглощающего центра достаточно медленно изменяется со временем, а именно когда за время порядка изменение Н мало. Последнее условие соблюдается обычно при росте и испарении капель в воздухе. Поэтому выведенными здесь уравнениями для стационарных потоков диффузии пользуются в теории испарения капель [5]. При этом принимают, что над поверхностью капли имеется насыщенный пар, упругость которого соответствует температуре капли. Температуру капли определяют из условия, что поток тепла к капле равен количеству тепла, затрачиваемому на испарение жидкости в единицу времени. Тепловой поток к капле находят решением уравнения теплопроводности. [c.70]

Явления диффузии, вязкости и теплопроводности физически подобны, так как все они представляют собой перенос некоторых физических величин через газ или жидкость. Концентрационная диффузия есть перенос массы из одной области в другую вследствие наличия градиента концентрации, вязкость есть перенос импульса вследствие наличия градиента скорости теплопроводность есть перенос тепловой энергии Б результате наличия градиента температуры. Простейшая кинетическая теория, используя ряд допущений, дает выражения для определения основной зависимости коэффициентов переноса от температуры и давления, а также от массы и размеров молекул газа. Коэффициент обычной диффузии численно равен плотности потока молекул вида I вследствие единичного градиента плотности частиц коэффициент вязкости численно равен плотности потока г/-компоненты импульса, создаваемого единичным градиентом 1/-компоненты скорости коэффициент теплопроводности численно равен плотности потока энергии, вызванного единичным градиентом температуры. [c.23]

Голей разработал также теорию течения газа через капилляр. Поскольку при указанном диаметре капилляра поток имеет ламинарный характер, турбулентная диффузия при разделении отсутствует. Жидкая фаза образует на внутренних стенках капилляра равномерную тонкую пленку, в результате чего существенно уменьшается диффузия вещества в жидкой фазе (следует учесть, что в обычной колонке жидкость заполняет микропоры носителя, образуя столбики разной длины). Поэтому капиллярные колонки отличаются чрезвычайно высокой эффективностью. Число теоретических тарелок в 1 ж колонки достигает 5000, иногда и больше. Размывание пиков в капиллярных колонках обусловлено лишь диффузией в газовой фазе. [c.28]

Некоторые вопросы теории гетерогенного обмена. При обмене в гетерогенных системах твердое тело — жидкость и твердое тело — газ меченые радиоактивные атомы первоначально распределены равномерно в одной из фаз, обычно в жидкости или газе. Выравнивание концентрации меченых атомов в этом случае может осуществляться либо путем многократной перекристаллизации осадка, либо путем реакции обмена на поверхности раздела двух фаз с последующей диффузией обменивающихся атомов внутри твердого тела. [c.197]

Левич исходит из основных представлений теории гидродинамики. Толщина слоя жидкости, в котором происходит изменение скорости ее движения от нулевой (на поверхности твердого тела) до постоянной (в глубине раствора), называется пограничным слоем Прандтля бгр (рис. 46, б). Чтобы найти связь между толщиной диффузионного б слоя и пограничным слоем Прандтля бгр надо сопоставить два процесса передачу движения от глубинных слоев к поверхности раздела и передачу растворенного вещества в том же направлении. Передача движения от одного слоя к другому определяется величиной кинематической вязкости жидкости V, равной отношению вязкости жидкости к ее плотности. Для обычных растворов V имеет порядок 10 см -сек . Передача растворенного вещества, т. е. его диффузия, определяется коэффициентом диффузии А, порядок которого составляет 10 см -сек . Леви-чем была показана справедливость соотношения [c.309]

Уравнения абсорбции, При выводе уравнений абсорбции обычно исходят из так называемой пленочной теории абсорбции. Согласно этой теории на поверхности раздела жидкой и газообразной фаз имеется пограничный слой, который создает основное сопротивление прохождению газа из газовой смеси в жидкость. Пограничный слой образуют две прилегающие друг к другу пленки первая пленка состоит из молекул газа, а вторая — из молекул жидкости. Под действием конвекционных токов, происходящих в жидкостях и газах, частицы легко перемещаются одна относительно другой и свободно движутся по пространству, в котором заключены газ или жидкость. Поэтому находящийся над жидкостью газ имеет одинаковую концентрацию в любой точке пространства, которое он занимает над жидкостью, а концентрация раствора в жидкости одинакова во всем его объеме. Концентрации же жидкости и газа в пограничных жидкой и газообразной пленках соответствуют равновесным концентрациям, т. е. соответствуют фазовому равновесию. Таким образом, согласно пленочной теории абсорбции абсорбируемый газ диффундирует через пленку инертного газа, затем, попадая в жидкостную пленку, образует раствор, из которого, в свою очередь, диффундирует в жидкость. Следовательно, процесс абсорбции сводится к диффузии газа через газовую и жидкостную пленки. [c.591]

Физико-химическая гидродинамика [1] ставит теорию массопередачи на надежную основу. Выражение для коэффициента массоотдачи р=0/бэф (где О — коэффициент диффузии), аналогичное соотношению пленочной теории, приобретает новый смысл бэф — это толщина диффузионного пограничного слоя — области резкого изменения концентраций вещества, которую можно рассчитать (в жидкостях из-за низкого значения коэффициентов диффузии 5эф=0,1-ьО,15 от толщины, гидродинамического пограничного слоя). Выражение для межфазного потока получается обычным путем из соотношений [c.99]

Нарушение термодинамич. равновесия между жидкостью и ее паром, приводящее к И., связано, согласно кинетич. теории, с образованием на границе раздела скачка давления и темп-ры. Кроме того, при неравномерном распределении в газовой фазе темп-ры и парциальных давлений компонентов возникают, помимо обычных явлений теплопроводности и диффузии, вторичные явления термодиффузия и диффузионная теплопроводность. Однако при практич. расчетах И. этими дополнительными эффектами можно пренебрегать вследствие их незначительности и принимать (если кривизна поверхности не слишком мала), что парциальное давление пара у поверхности раздела равно давлению насыщения при темп-ре поверхности жидкости. При очень малых радиусах кривизны поверхности И. (напр., И. очень малых капелек жидкости) нужно еще учитывать влияние поверхностного натяжения жидкости, благодаря к-рому равновесное давление пара над поверхностью раздела выше давления насыщенного пара той же жидкости над плоской поверхностью. [c.167]

Для того чтобы система могла оставаться в стационарном состоянии, т. е. чтобы можно было использовать уравнение (1.28), плоскость у = у должна сохранять фиксированное расстояние у от грани кристалла. Это условие часто не соблюдается на практике, поскольку обычно закреплен сам кристалл, а грань кристалла движется по отношению к плоскости у = у. Однако в ряде случаев возможно корректное применение теории. При турбулентном переносе часто полагают, что имеет место молекулярная диффузия через ламинарный слой постоянной толщины. Уравнения (1.28) — (1.29), следовательно, в этом случае могут применяться. Рассмотрим другой случай, для которого справедлива эта теория, — когда расстояние, которое проходят диффундирующие молекулы, достаточно велико. При атом движением грани кристалла можно пренебречь. Этот случай положен в основу хорошо известного метода определения коэффициентов диффузии паров в воздухе. Небольшое количество жидкости помещают на дно длинной узкой трубки, открытой в верхней части. Концентрацию паров у открытого конца полагают [c.33]

Группу отдельных операций, которую иногда называют процессами испарения и которая включает такие важные и широко применяемые операции, как перегонка, ректификация, конденсация, испарение, увлажнение и абсорбция, можно успешно трактовать с термодинамической точки зрения. Классификация различных процессов но этим рубрикам полезна, но далека от точности и связана с некоторой неопределенностью в терминологии. Однако все эти процессы испарения имеют общее в том отношении, что все они включают обмен веществом между соприкасающимися фазами (обычно между газообразной и жидкой, хотя в адсорбции и сублимации может участвовать и твердая фаза) и что скорость этого обмена в большей или меньшей степени (при испарении, например, меньше, чем при абсорбции) можно регулировать с помощью диффузии. Если происходит переход из жидкой фазы в пар, то процесс часто называют испарением, а обратный процесс — конденсацией. Из кинетической теории известно, что оба процесса происходят одновременно всякий раз, когда жидкость и пар находятся в соприкосновении, и что наблюдаемый эффект является результатом соотношения скоростей двух противоположных процессов. Если скорости этих процессов равны и в результате не происходит перехода вещества, тогда считают, что система находится в равновесии. В этом случае незначительное изменение одного из параметров состояния — давления, температуры или концентрации — будет вызывать продолжение процесса в том или другом направлении, а значительное изменение одного нз этих параметров будет вызывать преобладание одного из этих процессов, благодаря чему общим результатом явится испарение или конденсация. [c.599]

При обработке сельскохозяйственных культур грубодисперсным аэрозолем методом волны численные концентрации капелек обычно малы и коагуляцией можно пренебречь. При использовании масляных препаратов и прочих нелетучих жидкостей можно пренебречь и испарением (распространение испаряющихся частиц рассмотрено в главе IV). Это позволяет использовать для анализа распространения аэрозоля современную теорию конвективной диффузии примеси в атмосфере. [c.60]

Органические ионы, а натрий и хлор составляют менее 10%. Нас не удивляет присутствие органических ионов, так как мы знаем, что клетка представляет собой как бы химический завод, вырабатывающий различные органические вещества. Но как объяснить предпочтение, отдаваемое нервной клеткой калию перед натрием На этот счет имеется ряд теорий, но все же мы пока далеки от окончательного понимания этого явления. Естественно было бы предположить, что калий обладает особым химическим сродством к веществам клетки и прочно связывается с какими-то белками. Однако на самом деле это не так. Дело в том, что ионы калия должны присутствовать в клетке в свободном состоянии иначе было бы трудно объяснить, почему внутренняя часть клетки обладает относительно высоким осмотическим давлением и относительно высокой электропроводностью. Физиологи А. Ходжкин и Р. Кейнс продемонстрировали подвижность ионов калия с помощью радиоактивного изотопа этого элемента. Они наносили на нервное волокно небольшую каплю жидкости, содержащей радиоактивный калий, и давали меченым атомам войти в волокно. На это, между прочим, уходило очень много времени во много тысяч раз больше, чем на процесс простой диффузии. Очевидно, ионы на пути из окружающего раствора в волокно должны были преодолеть какой-то барьер. Но как только меченые ионы попадали наконец в волокно, они начинали распространяться по нему со скоростью, характерной для обычной свободной диффузии, т. е. вели себя как свободные, несвязанные ионы. Были поставлены новые опыты, в которых разность потенциала прилагали вдоль оси и определяли скорость, с которой меченые ионы двигались к катоду. Результаты этих опытов подтвердили, что ионы калия внутри волокна ведут себя как свободные частицы, несущие электрический заряд, и передвигаются здесь без препятствий. [c.242]

Произведение 0 2Р не зависит существенно от давления при значениях Р от нескольких миллиметров ртутного столба до нет скольких десятков атмосфер, и уравнение (X. 11) дает хорошие результаты при определении коэффициентов диффузии в бинарных газовых системах в диапазоне давлений, обычно встречающихся в промышленности. Эта зависимость неприменима, однако, для высоких давлений, поскольку теория, на которой она основана, не учитывает влияния размера молекул на частоту молекулярных столкновений. Это влияние имеет важное значение при давлениях, вызывающих уплотнение упаковки молекул, например, в плотных жидкостях. [c.582]

Для оценки скорости диффузии обычно пользуются коэффициентом молекулярной диффузии. В связи с тем, что молекулярная теория жидкостей разработана относительно слабо, то невозможно оценивать коэффициент диффузии в жидкостях с такой же точностью, как, например, для газов. Учитывая то, что остатки являются многокомпонентными смесями высокомолекулярных соединений, диффузионные явления в которых осложнены стерическими факторами и межмолекулярными взаимодействиями, обычно прибегают к различного рода упрощениям, в частности условно относят рассматриваемую смесь к двухкомпонентной. Например, дисперсную фазу относят к компоненту 1, а дисперсионную среду, в которой диффундирует дисперсная фаза, к компоненту 2. Для количественной оценки значений коэффициентов молекулярной диффузии в растворах могут быть использованы эмпирические корреляции, которые достаточно подробно рассмотрены Саттерфилдом [27]. Так, для оценки коэффициента диффузии В молекул соединений с относительно малыми размерами широко используется соотношение Вильке и Чанга [c.29]

Теории диффузии обычно предполагают, что в процессе миграции диффузионных единиц должен преодолеваться некоторый барьер, что требует энергии активации. Согласно этой концепции экспериментально получена зависимость между О и 1/Т, которая в некоторых случаях близка к линейной и которая была интерпретирована по аналогии с уравнением Аррениуса для химических реакций. Из наклона зависимости была вычислена энергия активации. Однако Хильде-брандтом с сотр. [56в] было отмечено, что в простых жидкостях, состоящих из сферических молекул, и в газах, плотность которых выше критической, явление диффузии можно объяснить без предположения о энергетическом барьере, создаваемом квазикристаллической структурой. Согласно теории Хильдебрандта, в таких жидкостях все молекулы участвуют в тепловом движении. Это приводит к максимальному беспорядку. Среднее смещение молекул в таких жидкостях частично зависит от температуры, частично от отношения межмолекулярного объема V к объему сжатой жидкости Уо, в которой молекулы упакованы плотно и диффузия становится невозможной. Даймонд [56г] на основе молекулярно-динамических представлений показал, что отношение можно точно вычислить из коэффициентов самодиффузии систем, состоящих из жестких сфер. [c.219]

Дырки в жидкостях. Диффузию и вязкость можно исследовать при помощи теории абсолютных скоростей реатщй, однако прежде чем приступить к выводу соответствующих уравнений, целесообразно рассмотреть некоторые вопросы, относящиеся к теории жидкого состояния. Точно так же как принимается, что газ состоит из движущихся В пустом пространстве молекул, жидкость можно рассматривать как состоящую из, дырок , движущихся в материальной среде[ ] действительно, следует считать, что дырки играют ту же роль в жидкости, что молекулы в газе . Представим себе, что N молекул, образующих жидкость, связаны друг с другом при помощи связей , полная энергия которых равна МЕ. Для испарения одной молекулы требуется энергия /г Е, если считать, что при этом остальные молекулы изменяют свои положения так, что в жидкости не остается дырки. Если, однако, дырка должна остаться, то для испарения одной молекулы потребуется энергия Е. Таким образом, Е — Е, т. е. 1/2 Е, равняется энергии, необходимой для образования в жидкости только дырки молекулярного размера без испарения молекулы. Отсюда следует, что для образования в жидкости дырки молекулярного размера требуется такая же энергия, как и для испарения молекулы без образования этой дырки. Последняя величина равна энергии испарения на молекулу или Д исп. на моль, где Д исп. = ДЯисп. — RT. Величина ДЯисп. представляет собой обычную скрытую теплоту испарения, а RT — поправку на внешнюю работу, совершаемую при испарении одного моля жидкости, при условии, что пар ведет себя, как идеальный газ. Таким образом, энергия, необходимая для образования в жидкости дырки молекулярного размера, равна энергии испарения жидкости на молекулу. [c.458]

Неупорядоченность, присущая аморфным полимерам, является причиной появления структурных дырок , неподвижных при температуре, меньшей температуры стеклования, и подвижных при более высокой температуре. Поэтому выше температуры стеклования дырки играют роль центров движения, поскольку все свободное пространство необходимо для сегментальной диффузии (лежащей в основе течения). Иначе говоря, полимерные сегменты перепрыгивают в дырки (оставляя позади новые) в процессах диффузии и те-, чения. Скорость этих сегментальных процессов увеличивается с ростом температуры и уменьшается с увеличением энергии межсег-ментального (межмолекулярного) взаимодействия, обычно выражаемыми через энергию активации вязкого течения. Кинетическая теория жидкостей Эйринга [43] основана именно на этой молекулярной модели. Впервые она была сформулирована применительно к течению мономеров, при этом в ней предполагалось, что размеры дырок соизмеримы с размерами молекул, а не сегментов. [c.67]

Теория вращающегося дискового электрода. Обычно вращающийся электрод представляет собой диск (рис. 4.21) из исследуемого металла, укрепленный на вертикальной оси, проходящей через центр диска, причем ось одновременно служит токоподводом. Нерабочая поверхность металла (боковая поверхность оси и верхняя поверхность диска) изолируется. В качестве материала для изоляции электрода обычно используют фторопласт (тефлон), поскольку, в отличие от других полимерных материалов, даже при длительном контакте его с раствором в электролит не переходят органические вещества. Форма боковой поверхности изолирующей рубашки, соотношение диаметра рабочей поверхности диска и общего диаметра рубашки должны быть выбраны такими, чтобы турбулизация жидкости, которая возникает вблизи краев диска даже при небольших скоростях вращения, не приводила бы к увеличению предельного тока диффузии. С целью исключения связанных с этим эс ектом ошибок применяют два типа электродов (рис. 4.21, аиб) с цилиндрической формой рубашки (диаметр рабочей поверхности диска 3—5 мм, а диаметр цилиндра 15—30 мм) и с изолирующей рубашкой такой ( юрмы, чтобы перекрещивание потоков жидкости от торца электро,да и с боковой поверхности было удалено от рабочей поверхности диска. [c.245]

В гетерогенном катализе обычно используются твердые пористые катализаторы, и сопротивление массообмену между окружающим потоком и внутренней поверхностью обусловлено главным образом диффузией через неподвижную жидкость, находящуюся в порах. Исследование вопроса о влиянии диффузии на наблюдаемые характеристики реакции явилось предметом изящной и плодотворной теории, впервые сформулированной Тиле в США в 1939 г. и независимо от него Дамкелером и Зельдовичем. Разработанная затем Уилером и усовершенствованная многими другими исследователями, эта теория представляет собой основной инструмент для химиков и для инженеров, связанных с каталитическими процессами. Ей посвящена значительная часть книги. [c.11]

Основные уравнения, описывающие образование зародыщей в конденсированной фазе, обычно расплаве, выводят так же, как и уравнения, описывающие зародышеобразование в паровой фазе. При этом наиболее существенному изменению в уравнении (УП1-8) подвергается частотный множитель. Вместо пара, молекулы которого свободно сталкиваются между собой, теперь имеется плотная жидкая фаза. Поэтому скорость роста кластеров в конденсированной фазе Тернбул и Фишер [8] связывают с процессом диффузии. Теория зародышеобразования в конденсированных фазах подробно излагается в оригинальной литературе, мы же ограничимся качественным выводом конечного уравнения этой теории. Рассмотрим зародыши кристалла, образующиеся в переохлажденном расплаве. Очевидно, что скорость, с которой к зародышу добавляются отдельные молекулы, определяется частотой прыжков молекул из положений, занимаемых ими в жидкости, на поверхность зародыша. Такие прыжки мало чем отличаются от прыжков молекул в процессе диффузии, и, как следует из теории абсолютных скоростей, их частота равна частотному множителю kTjh (h — постоянная Планка), умноженному на экспоненциальный множитель, включающий свободную энергию активации диффузии. Полное число прыжков в одном кубическом сантиметре жидкости за одну секунду равно [c.301]

Теория колоночного разделения, разработанная Мартином и Синджем, в общем виде применима к различным описанным ниже способам. Поэтому интересно рассмотреть условия, при которых ее предсказания могут быть верны. При выводе предполагалось, что на каждой теоретической тарелке устанавливается равновесие. Очевидно, что система тем ближе к равновесию, чем меньше скорость течения жидкости. Однако диффузия с тарелки на тарелку уменьшает эффективность разделения и поэтому можно предположить существование оптимальной скорости теченияЧ На практике наиболее медленной стадией обычно является диффузия в порах сорбента, а продольная диффузия (диффузия вдоль колонки) обычно играет второстепенную роль. Поэтому эффективность разделения с уменьшением скорости течения раствора возрастает. [c.538]

Таким образом, введение в электролит нейтральных солей, например для повышения электропроводимости раствора, или увеличение концентрации ком-плексообразователя оказывает влияние на скорость массопереноса за счет изменения потока миграции к поверхности электрода. Для неразряжающихся ионов скорость миграции равна скорости диффузии, и поэтому они как бы неподвижны в электролите. Помимо миграции на скорость доставки вещества к поверхности электрода оказывает сильное влияние конвекция, которая всегда увеличивает скорость массопереноса. Даже в обычном неперемешиваемом электролите при электролизе осуществляется небольшое движение жидкости в результате изменения плотности раствора у поверхности электродов, небольшого градиента температуры в различных элементах объема, выделения газов на электродах, случайных колебаний электродов и т. д. Эти факторы трудно поддаются расчету, но могут вызывать заметное повышение тока. Любое конвективное движение жидкости в конечном счете приводит к уменьшению толщины диффузионного слоя и возрастанию скорости процесса. На практике использование того или иного вида перемешивания электролита позволяет сильно снизить диффузионные ограничения и повысить предельную плотность тока в десятки раз. Задача расчета толщины диффузионного. "к слоя для каждого конкретного случая решается с применением теории подобия. Наиболее простые и точные решения получены для вращающегося дискового элек-трода [4], вращающегося цилиндрического электрода [5] и ртутного капельного электрода [6], которые часто используют в электрохимических исследованиях. [c.17]

Д. в изотер.мических условиях и при наличии градиента т-ры иш-роко используется в многочисленных технологических процессах — адсорбции, цементации, диффузионной сварке материалов, диффузионной металлизации. Для испарения и конденсации, растворения кристаллов и кристаллизации Д. оказывается обычно определяюще . Лит. Френкель Я. И. Кинетическая теория жидкостей. М,—Л., 1945 П и н е с Б. Я., Гегузин Я. Е. Са-модиффузия и гетеродиффузия п неоднородных пористых телах. Журнал технической физики , 1953, т. 23, в. 9 Г е р ц-рикенС. Д.,ДехтярИ. Я. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе. М., 1980 Гегузин Я. Е., Бойко Ю. И., П а р и ц к а я Л. Н. Об экспериментальном разделении эффектов Френкеля и Киркендалла. Доклады [c.387]

Выше отмечалось, что тарелочная теория может использоваться для практических расчетов и при отсутствии локального равновесия в колонке. В этом случае по мере движения раствора вниз по колонке происходит постепенное размывание полос элюирования. Иными словами, высота теоретической тарелки в неравновесных условиях больше, чем в равновесных. Отсутствие равновесия между раствором и ионитом может быть обусловлено либо медленностью диффузии в зерне, либо медленностью диффузии в жидкости (пленочной диффузии), либо обоими этими факторами. Глюкауф [6] в своем подробном анализе тарелочной теории расчленяет высоту теоретической тарелки на три слагаемых, одно из которых (й ин) соответствует равновесным условиям, второе (Лз) — диффузии в зерне и третье ( п) — пленочной диффузии. Обш,ая высота теоретической тарелки = ин + 3 + п- Глюкауф приводит формулы, иозволяюш ие приближенно вычислить каждое из этих слагаемых. Для условий, обычно применяемых в хроматографии, эти формулы могут быть записаны следуюш,им образом [c.128]

По ряду причин сверхкритическая флюидная хроматография в будущем может как метод разделения занять такое же место, как газовая и жидкостная хроматография. Согласно теории, величина коэффициента диффузии при типичны.х условиях сверхкритической флюидной хроматографии обычно ниже, чем в газах, но выще, чем в жидкостях. Вязкость вещества в сверхкри-тических условиях обычно выше, чем для типичных газов, но гораздо ниже вязкости обычных жидкостей. В то же время вещества в сверхкритических условиях являются хорошими растворителями для многих низколетучих соединений, которые невозможно анализировать методом газовой хроматографии. Следовательно, при помощи сверхкритической флюидной хроматографии можно разделить нелетучие образцы гораздо быстрее и (или) с большей эффективностью (большее число теоретических тарелок), чем посредством жидкостной хроматографии. [c.130]

В реальных металлургических процессах массопере-дача не протекает в спокойных, неперемешиваемых газах и жидкостях. Она осложнена наличием тепловых и других потоков и поэтому не может быть описана при помощи закона Фика. В этих процессах на явление молекулярной диффузии накладывается перенос вещества, объясняющийся наличием потоков масс жидкости или газа, которые вызываются, например, разностью температур. Такой смешанный процесс массопередачи называется конвективной диффузией. Еще более сложный характер движения наблюдается, когда при перемешивании возникают завихрения (турбулентность) и пуль- ации. Для расчетов скорости массопередачи в подобных условиях уже недостаточно законов диффузии. При этом необходимо также учитывать законы движения жидкостей и газов. Потоки в металлургических агрегатах обычно имеют сложный характер и теоретические расчеты массопередачи практически невозможны, поэтому в данном случае пользуются теорией подобия, или теорией размерностей. [c.187]

Одним из интересных процессов, в котором существенную роль играют диффузионные процессы, является хроматография. В хроматографии для разделения веществ используется поток жидкости или газа через колонку с неподвижной сорбирующей фазой. Прежде чем приступить к изложению теории хроматографии, следует познакомиться с диффузионными процессами в ламинарном потоке. Рассмотрим, как будет размываться в потоке некоторое число частиц молекулярных размеров, находящихся первоначально в тонком слое. Для простоты исследуем ламинарное течение в круглой трубе. Рассматриваемые нами частицы будут двигаться со средней скоростью потока, удаляясь друг от друга. Причина размытия частиц заключается главным образом в том, что,попадая благодаря диффузии в разные части потока, частицы двигаются с разными скоростями. Было показано, что задача о размытии веществ в ламинарном потоке с пуазейлевым распределением скоростей в системе координат, движущейся со средней скоростью потока, может быть сведена к простому уравнению диффузии, в котором вместо обычного коэффициента диффузии используется эффективный коэффициент [c.68]

Турбулентность при слоишых условиях течения в реактивных двигателях обычно является неизотронпой, что увеличивает сложность анализа. Из-за отсутствия данных о турбулеитггости в трубах реактивных двигателей в настоящее время теорию турбулентности можно применить только качественно однако имеется ряд измерений коэффициента турбулентной диффузии, произ] еденных в условиях, представляющих интерес для конструкторов реактивных двигателей. Методика этих измерений [16, 17, 18] состояла в изучении распределения концентраций пара или капель жидкости вниз по потоку от точки впрыскивания, расположенной в центре круглой трубы, через которую с большой скоростью протекает поток воздуха. Если выразить число капель или концентрацию паров топлива в зависимости от отношения / топлива к воздуху и составить баланс вещества для элементарного объема воздуха, то, пользуясь уравнением (2.1) в цилиндрических координатах, получим [c.352]