Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Виды диффузного переноса массы
Различают два вида переноса массы: 1. Молекулярная диффузия. 2. Конвективная (турбулентная) диффузия. 1. Молекулярная диффузия – перенос вещества, обусловленный движений самих молекул. Подобно теплопроводности она происходит в неподвижных слоях. Она наблюдается и при движении потоков, но только при ламинарном режиме, то есть при полном отсутствии завихрений (турбулентности). 2. При конвективной диффузии массообмен происходит таким образом, что вещество переносится от мест с более высокой концентрацией к местам с низкой концентрацией струями и завихрениями, возникающими при перемешивании или турбулентном движении фазы как молекулярной диффузией, так и самой средой в направлении ее движения или отдельными частицами в разнообразных направлениях. Рассмотрим перенос вещества через поверхность контакта фаз dF:
В каждой фазе различают турбулентное ядро (основную массу) и пограничный слой, возникающий у поверхности раздела фаз. Перенос распределяемого вещества в ядре фазы, где обычно происходит интенсивное перемешивание, осуществляется путем конвективной диффузии. Благодаря этому в ядре, концентрация распределенного вещества в каждом сечении системы ( на элементе dF ) почти постоянна (хотя меняется по высоте аппарата). В пограничном слое происходит резкое изменение концентрации распределяемого вещества. Перенос вещества в пограничном слое осуществляется путем и конвективной, и молекулярной диффузии, причем по мере приближения к границе раздела фаз происходит затухание конвективных потоков. Основным законом молекулярной диффузии является первый закон Фика, который гласит, что количество продиффундировавшего вещества пропорционально градиенту концентрации, площади, перпендикулярной направлению диффузионного потока, и времени: dF d , где D – коэффициент молекулярной диффузии, показывающий, какое количество вещества диффундирует через поверхность в 1 м2 на расстоянии в 1 м в течение 1 с при разности концентрации, равной единице; - градиент концентрации в направлении диффузии; dF – элемент площадки, перпендикулярной направлению перемещения вещества; d - время. Закон Фикаявляется аналог закона Фурье, описывающим перенос тепла теплопроводностью.
Молекулярная диффузия всегда протекает в направлении уменьшения концентрации распределенного компонента – концентрация убывает в направлении перемещения вещества. Коэффициент молекулярной диффузии представляет собой физическую константу, характеризующую способность одного вещества проникать вследствии диффузии в неподвижную среду. Величина D не зависитот гидродинамических условий, но зависит от свойств диффундирующего вещества и среды, в которой происходит диффузия, а также от температуры и давления. Размерность его зависит от способа выражения концентрации. Коэффициенты молекулярной диффузии находятся по справочникам или по соответствующим формулам. Коэффициент диффузии газов в жидкостях примерно в 10 000 меньше, чем коэффициент диффузии газов в среду другого газа. Таким образом молекулярная диффузия довольно медленный процесс, особенно в жидкостях. Основным законом конвективной диффузии является закон Щукарева. Количество вещества, перешедшего от поверхности раздела фаз в воспринимающую среду, пропорционально разности концентрации у поверхности раздела фаз и в ядре потока воспринимающей среды, поверхности фазового контакта и времени: , или . Ошибка! Для установившегося процесса , где – коэффициенты массоотдачи, характеризующие перенос вещества конвективной и молекулярной диффузией одновременно. Они показывают, какое количество вещества передается от поверхности раздела в воспринимающую среду (или наоборот) через 1 м2 поверхности фазового контакта за единицу времени при разности концентраций, равной единице Коэффициент массоотдачи является не физической, а кинетической константой, зависящей одновременно от гидродинамических условий, физических свойств, геометрических факторов и т.д. Коэффициент массоотдачи не может быть найден непосредственно из опыта, так как отсутствуют методы, позволяющие замерять концентрации фаз на границе их раздела. Поэтому его определяют при помощи теории подобия.
|
|||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-07-18; просмотров: 224; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.21.162.87 (0.004 с.) |