Массоперенос во внешней фазе
Описание переноса массы во внешней фазе конвективной и молекулярной диффузией. Массообмен между жидкостью и твердым веществом. Механизмы массопереноса в твердой фазе. Рассмотрение процессов массопередачи между твердой и движущейся жидкой фазой.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.06.2017 |
| Размер файла | 110,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Массоперенос во внешней фазе
Массообмен между жидкостью и твёрдым веществом
Перенос массы во внешней фазе описывается конвективной и молекулярной диффузией. В пограничном слое преобладает молекулярная диффузия, за пределами конвективный массоперенос.
Упрощённо поток массы можно описать уравнением:
- определяется по критериальным уравнениям
NU / = f (Re; Pr)
при обтекании одиночных частиц потоком
NU / = A*Rem (Pr /)n
ламинарный режим
турбулентный
С
Массоперенос в твёрдой фазе
Пористые тела ЕП - пористость м3/кг;
- удельная поверхность м2/кг
r < 10-9 м - микро;
r > 10-9 м - макро.
Элементарные процессы:
Диффузия и конвективный перенос.
Механизмы переноса:
- обмен местами атомов с вакантными узлами кристаллической решётки;
- обмен местами соседних атомов.
где n - длина пути диффузии;
DT < 10-9 м2/с - мало.
Конвективный массоперенос возникает при изменении давления по длине поры из-за:
1. Разогрева;
2. Капиллярных сил.
Конвективный перенос возникает при: , (- длина свободного пробега молекулы)
При ламинарном режиме внутри и вне вещества перенос описывается уравнением Гагена - Пуазеля:
для вещества с инертным носителем
За счёт капиллярных сил
,
,
где - угол смачивания.
Уравнение массопроводности:
где k - коэффициент эффективной массопроводности.
Уравнение массопередачи:
, м/с.
диффузия массообмен перенос масса
В основе таких распространенных процессов химической технологии, как адсорбция, сушка, экстракция из твердых пористых материалов, лежат общие закономерности массообмена с участием твердой фазы.
Массопередача между твердой и движущейся жидкой (газовой) фазой складывается из двух процессов: 1) перемещение распределяемого компонента внутри пор твердого тела к поверхности раздела фаз (или от нее) вследствие внутренней массоотдачи, или массопроводности; 2) перенос того же вещества от поверхности раздела фаз в поток жидкости (газа, пара) за счет массоотдачи. Иными словами, массопередача является результатом внутренней и внешней диффузий.
В качестве закона, которому подчиняется кинетика переноса распределяемого вещества в твердом теле, принят закон, аналогичный закону теплопроводности: количество вещества, переместившегося в твердой фазе за счет массопроводности, пропорционально градиенту концентрации, площади, перпендикулярной направлению потока вещества, и времени, т.е.
.
В этом уравнении коэффициент скорости процесса называется коэффициентом массопроводности. Коэффициент массоопроводности аналогичен коэффициенту диффузии, но при одинаковых условиях меньше его, поэтому его иногда называют коэффициентом «стесненной диффузии».
Процесс перемещения вещества внутри твердого тела может быть описан дифференциальным уравнением массопроводности
. (4.27)
Вполне очевидно, что не является постоянной величиной. Он зависит от природы процесса (адсорбция, сушка, выщелачивание), от ряда факторов, определяющих значение коэффициента молекулярной диффузии, и от структуры твердого пористого тела.
Дифференциальное уравнение массопроводности должно быть дополнено уравнением, характеризующим условия на границе раздела твердой и жидкой фаз. К элементарной площадке на границе раздела подводится вещество из твердой фазы в количестве
.
От элементарной площадки в омывающую фазу отводится
. (4.28)
Приравнивая правые части этих уравнений, получим дифференциальное уравнение, характеризующие условия на границе раздела фаз:
. (4.29)
Из уравнения (4.29) может быть получен безразмерный комплекс делением правой на левую часть, который называется диффузионным критерием Био:
.
Критерий Био выражает отношение интенсивности переноса вещества в ядре омывающей фазы к интенсивности переноса в твердом материале, где массообмен связан с массопроводностью.
Из дифференциального уравнения массопроводности
получаем безразмерный комплекс делением правой части на левую, который называется диффузионным критерием Фурье:
,
характеризующим изменение скорости потока вещества, перемещаемого массопроводностью в твердом теле.
Дифференциальное уравнение массопроводности для одномерного перемещения вещества по толщине пластины (рис. 4.10) имеет аналитическое решение в виде
, (4.30)
где - безразмерная концентрация распределяемого вещества в твердой фазе с координатой ; - текущая концентрация в точке в момент времени ; - определяющий размер твердого тела; безразмерная координата точки, в которой концентрация равна .
В рассматриваемом случае в момент времени концентрация внутри пластины меняется от до , в зависимости от коор-динаты , т.е. .
Важнейшие восстановители и окислители (коротко и подробно) Краткий перечень важнейших окислителей и восстановителей (подробный перечень - см. ниже):
|
Восстановители |
Окислители |
|
|
Металлы, Водород, Уголь, Окись углерода (II) (CO) Сероводород (H2S), Оксид серы (IV) (SO2), Cернистая кислота H2SO3 и ее соли, Галогеноводородные кислоты и их соли, Катионы металлов в низших степенях окисления: SnCl2, FeCl2, MnSO4, Cr2(SO4)3, Азотистая кислота HNO2, Аммиак NH3, Гидразин NH2NH2, Оксид азота(II) (NO), Катод при электролизе. |
Галогены, Перманганат калия(KMnO4) манганат калия (K2MnO4) оксид марганца (IV) (MnO2) Дихромат калия (K2Cr2O7) хромат калия (K2CrO4) Азотная кислота (HNO3) Серная кислота (H2SO4) концентрированная Оксид меди(II) (CuO) оксид свинца(IV) (PbO2) оксид серебра (Ag2O) пероксид водорода (H2O2) Хлорид железа(III) (FeCl3), Бертоллетова соль (KClO3) Анод при электролизе. |
Подробный перечень важнейших окислителей и восстановителей: Подробный перечень окислителей - таблица.
Окислители
|
No |
Окислитель |
Восстановленная форма |
Среда |
Примечания |
|
|
1. |
KMnO4 |
Mn2+ |
кислая |
- |
|
|
MnO2 |
нейтральная или |
||||
|
MnO42- |
сильнощёлочная |
||||
|
2. |
MnO2 |
Mn2+ |
- |
- |
|
|
3. |
K2Cr2O7 |
Cr3+ |
кислая или нейтральная |
в нейтральной возможны Cr(OH)3 или [Cr(OH)6]3- |
|
|
CrO2- |
щелочная |
||||
|
4. |
K2CrO4 |
Cr3+ |
кислая или нейтральная |
в нейтральной возможны Cr(OH)3 или [Cr(OH)6]3- |
|
|
CrO2- |
щелочная |
||||
|
5 |
CrO3 |
Cr3+ |
кислая или нейтральная |
в нейтральной возможны Cr(OH)3 или [Cr(OH)6]3- |
|
|
CrO2- |
щелочная |
||||
|
6. |
HNO3разбавл. |
NO |
- |
с малоактивными металлами и неметаллами |
|
|
HNO3 оч. разбавл. |
NH3 или NH4+ |
С щёлочными или щелочноземельными металлами |
|||
|
HNO3 конц. |
N2O |
с активными металлами |
|||
|
NO3 |
с неактивными металлами и неметаллами |
||||
|
7. |
NaNO3 |
NH3 |
- |
C Al и Zn |
|
|
8. |
HNO2 |
NO |
- |
- |
|
|
9. |
KNO2 |
NO |
- |
- |
|
|
10. |
H2SO4 разбавл. |
H2 |
- |
с металлами левее водорода |
|
|
H2SO4 конц. |
SO2 |
с малоактивными металлами и неметаллами |
|||
|
H2S |
с активными металлами. |
||||
|
S |
с остальными металлами |
||||
|
11. |
Соли |
М |
малоактивные металлы |
||
|
MхAnу |
Мп+(п<у) |
металлы средней активности |
|||
|
AgNO3 |
Ag |
- |
- |
||
|
Ag2O |
Ag |
||||
|
AuCl3 |
Au |
||||
|
HgCl2 |
Hg+ |
||||
|
FeCl3 |
Fe2+ |
||||
|
CrCl3 |
Cr3+ |
||||
|
SnCl4 |
Sn2+ |
||||
|
CuCl2 |
Cu2+ |
||||
|
12 |
H2O2 |
H2O |
кислая или нейт. |
- |
|
|
2OH |
щелочная |
||||
|
13. |
Cl2 |
Cl- |
- |
- |
|
|
14. |
Br2 |
Br- |
- |
- |
|
|
15. |
I2 |
I- |
- |
- |
|
|
16. |
HClO |
Cl- |
- |
Возможно Cl2 |
|
|
17. |
HBrO |
Br- |
- |
Возможно Br2 |
|
|
18. |
HIO |
I- |
- |
Возможно I2 |
|
|
19. |
HClO2 |
Cl- |
- |
- |
|
|
20. |
HClO3 |
Cl- |
- |
Возможно Cl2 |
|
|
21. |
HBrO2 |
Br- |
- |
Возможно Br2 |
|
|
22. |
HIO3 |
I- |
- |
Возможно I2 |
|
|
23. |
O2 |
O2- (H2O) |
- |
- |
|
|
24. |
O3 |
O2 |
- |
- |
|
|
25. |
PbO2 |
Pb2+ |
кислая |
- |
|
|
PbO22- |
щелочная |
||||
|
26. |
SbCl5 |
SbCl3 |
- |
- |
|
|
27. |
CaOCl2 |
Cl- |
- |
- |
|
|
28. |
H3PO3 |
P или PH3 |
- |
- |
|
|
29. |
Na2SO3 |
S |
- |
- |
|
|
30. |
N2H4 |
NH3 |
- |
- |
Подробный перечень восстановителей - таблица.
Восстановители
|
No п/п |
Восстановитель |
Окисленная форма |
Среда |
Примечания |
|
|
1. |
Al |
Al3+ |
кислая |
- |
|
|
[Al(OH)4]- |
щелочная |
в растворе |
|||
|
AlO2- |
щелочная |
сплавление |
|||
|
2. |
Zn |
Zn2+ |
кислая |
- |
|
|
[Zn(OH)4]- |
щелочная |
в растворе |
|||
|
ZnO22- |
щелочная |
сплавление |
|||
|
3. |
Pb |
Pb2+ |
кислая |
- |
|
|
PbO22- |
щелочная |
||||
|
4. |
H2 |
H+ |
- |
- |
|
|
5. |
S |
SO2 |
- |
при обжиге |
|
|
SO42- |
в растворе |
||||
|
SO32- |
чаще SO42- |
||||
|
6. |
C |
CO |
- |
недостаток О2 - обжиг |
|
|
CO2 |
избыток О2 - обжиг |
||||
|
CO32- |
в растворе |
||||
|
7. |
P |
P2O3 |
- |
недостаток O2 - обжиг |
|
|
P2O5 |
избыток O2 - обжиг |
||||
|
PO43- |
в растворе |
||||
|
8. |
NH3 |
NO |
- |
возможно N2 или NO2 |
|
|
9. |
HCl, HBr, HI |
Cl2, Br2, I2 |
- |
- |
|
|
10. |
Соли Mn2+ |
MnO4- |
кислая |
- |
|
|
MnO2 |
нейтральная |
||||
|
MnO42- |
щелочная |
||||
|
11. |
MnO2 |
MnO4- |
кислая |
- |
|
|
MnO42- |
щелочная |
||||
|
12. |
Соли Cr2+ |
Cr3+ |
кислая |
- |
|
|
CrO2- |
щелочная |
||||
|
13. |
PH3 |
PO43- |
- |
- |
|
|
14. |
KClO3 |
ClO4- |
- |
нетипичен |
|
|
15. |
As2O3 |
AsO43- |
- |
в растворе |
|
|
As2O5 |
обжиг |
||||
|
16. |
HNO2 |
NO3- |
- |
с сильным окислителителем |
|
|
17. |
KNO2 |
NO3- |
- |
- |
|
|
18. |
Соли Fe2+ |
Fe3+ |
- |
- |
|
|
FeO42- |
с сильным окислителем |
||||
|
19. |
Соли Cr3+ |
Cr2O72- |
кислая или нейтральная |
- |
|
|
CrO42- |
щелочная |
||||
|
20. |
KCrO2 |
CrO42- |
- |
- |
|
|
21. |
H2S |
S |
- |
SO2 или SO42- |
|
|
22. |
Na2S |
S |
- |
иногда SO42- |
|
|
23. |
H2SO3 |
SO42- |
- |
- |
|
|
24. |
K2SO3 |
SO42- |
- |
- |
|
|
25. |
CuCl |
CuCl2 |
- |
- |
|
|
26. |
SnCl2 |
Sn4+ |
- |
- |
|
|
27. |
H3PO3 |
PO43- |
- |
- |
|
|
28. |
H2O2 |
O2 |
- |
- |
|
|
29. |
I2 |
IO3- |
- |
- |
|
|
30. |
Cl2 |
ClO3- |
- |
- |
|
|
31. |
Br2 |
Br3- |
- |
- |
|
|
32. |
N2H4 |
N2 |
- |
- |
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение числа единиц переноса графическим методом. Массообмен между фазами. Сущность конвективной диффузии. Критериальное уравнение конвективного массообмена. Интеграл как изменение рабочих концентраций на единицу движущей силы на данном участке.
презентация [2,1 M], добавлен 29.09.2013Сущность молекулярно-динамического моделирования. Обзор методов моделирования. Анализ дисперсионного взаимодействия между твердой стенкой и жидкостью. Использование результатов исследования для анализа адсорбции, микроскопических свойств течения жидкости.
контрольная работа [276,7 K], добавлен 20.12.2015Некоторые аспекты развития методов расчётов температурных и концентрационных полей в пластах. Физические процессы при фильтрации жидкости в глубоко залегающих пластах. Уравнение конвективной диффузии с учетом радиоактивного распада и обмена жидкости.
диссертация [3,6 M], добавлен 06.07.2008Понятие теплоотдачи как процесса теплообмена между поверхностью твёрдого тела и жидкой (газообразной) средой при их соприкосновении. Подобие процессов теплоотдачи. Процесс переноса энергии в виде электромагнитных волн. Лучистый теплообмен между телами.
презентация [152,1 K], добавлен 29.09.2013Понятие технологических процессов, скорость протекания которых определяется скоростью переноса вещества (массы) из одной фазы в другую. Основные виды массообменных процессов, их фазовое равновесие и материальный баланс. Основное уравнение массопередачи.
презентация [2,7 M], добавлен 29.09.2013Реологические свойства жидкостей в микро- и макрообъемах. Законы гидродинамики. Стационарное движение жидкости между двумя бесконечными неподвижными пластинами и движение жидкости между двумя бесконечными пластинами, двигающимися относительно друг друга.
контрольная работа [131,6 K], добавлен 31.03.2008Формы электрических полей. Симметричная и несимметричная система электродов. Расчет максимальной напряженности кабеля. Виды и схема развития пробоя твердого диэлектрика. Характеристики твердой изоляции. Зависимость пробивного напряжения от температуры.
контрольная работа [91,5 K], добавлен 28.04.2016Уравнение Бернулли для начального сечения наполненного резервуара. Скорость распространения возмущений по трубе. Коэффициент гидравлического трения. Расходные характеристики разветвлений. Величина повышения давления в начальной фазе гидроудара.
практическая работа [265,6 K], добавлен 05.06.2011Построение стационарной модели тепло-массопереноса для различных условий теплоотвода через стенку реактора, а также разработка программы для исследования теплообмена в псевдоожиженном слое. Математические модели теплообмена в псевдоожиженном слое.
курсовая работа [116,5 K], добавлен 10.12.2013Конвективный теплообмен при вынужденном продольном обтекании плоской поверхности. Теплообмен излучением между газом и твердой поверхностью. Процессы прогрева или охлаждения тел. Процесс нестационарной теплопроводности. Толщина теплового пограничного слоя.
реферат [964,3 K], добавлен 26.11.2012Трехфазная цепь как совокупностью трех электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 120o, создаваемые общим источником. Общая характеристика используемого генератора.
контрольная работа [754,3 K], добавлен 25.07.2013Анализ реакций кристаллизации как основного фазового превращения. Пути возникновения в исходной фазе небольших объемов новой фазы и последующего их роста. Проблемы, возникающие вследствие увеличения числа и размеров растущих кристаллов, пути их решения.
контрольная работа [16,7 K], добавлен 28.08.2011Расчет токов, сопротивления и напряжений на элементах при отключенном компенсаторе, мощностей потребителей и общей мощности всей сети. Определение в фазе С трехфазной цепи закона изменения тока при переходном процессе при подключении компенсатора к сети.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 04.09.2012Определение главных размеров электромагнитных загрузок, числа пазов статора и ротора, витков в фазе обмотки и зубцовой зоны. Расчет магнитной цепи статора и ротора. Параметры асинхронного двигателя. Определение потерь и коэффициента полезного действия.
курсовая работа [956,2 K], добавлен 01.06.2015Выбор главных размеров асинхронного электродвигателя. Определение числа пазов, числа витков в фазе и поперечного сечения проводов обмотки статора. Расчет ротора, магнитной цепи. Параметры рабочего режима. Расчет рабочих и пусковых характеристик.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 08.06.2015Протекание переходного процесса при удаленных трехфазных коротких замыканиях. Свободная апериодическая составляющая тока в системе электроснабжения. Внешнее сопротивление цепи генератора. Изменение полного тока и его составляющих в одной фазе цепи.
презентация [341,0 K], добавлен 30.10.2013Создание кремниевых чипов. Структуры, имеющие повторяющиеся наноразмерные промежутки между различными фазами. Нанокомпозиты как многофазные твердые материалы. Область взаимодействия между матрицей и усиливающей фазой. Площадь поверхности этой фазы.
реферат [19,9 K], добавлен 18.03.2014Расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Определение числа пазов статора, витков в фазе обмотки сечения провода обмотки статора. Расчёт размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора. Расчёты основных потерь.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 10.01.2011Выбор камбузной плиты. Схема замещения асинхронного электродвигателя, эскиз внешнего вида. Схема замещения одной из фаз участка судовой электроэнергетической системы, векторная диаграмма. Подбор автоматического выключателя в фазе камбузной плиты по току.
контрольная работа [284,1 K], добавлен 23.10.2013Различие между веществом и полем. Взаимодействия между частицами в Стандартной модели. Внутренние характеристики кварков. Барионы и барионная материя. Пион-нуклонное взаимодействие в ядре атома. Роль полевой переменной для фундаментальных полей.
реферат [1,1 M], добавлен 14.12.2015
