Cтраница 2
В литературе [1] обычно используется допущение, что перемешивание газа вызывается перемешиванием частиц. Проведенные в работе [16] экспериментальные исследования показали, что это неверно. Из зависимостей эффективных коэффициентов диффузии частиц и газа от скорости псевдоожижения ( рис. 5) видно, что эти коэффициенты существенно различны по величине и характеру зависимости от расхода газа. Это заставляет предположить существование другого, более мощного механизма перемешивания газа. Им является дисперсия пузырей по размерам, а следовательно, по скоростям. В работе [ 141 были экспериментально определены параметры распределения расхода газа по, скоростям подъема пузырей. Приведенная в табл. 2 формула ( 9) позволяет оценить влияние возмущения, вносимого неравномерностью скоростей, на протекание реакции. [16]
Чтобы изучить вопрос о влиянии концентрации ионов водорода на величину эффективных коэффициентов диффузии, проводили опыты, в которых, с одной стороны, мембраны помещали раствор соли. На рис. 3 показана зависимость эффективных коэффициентов диффузии ионов через мембрану от процентного содержания соляной кислоты в растворе. Эффективные коэффициенты диффузии увеличиваются с уменьшением относительного содержания водородных ионов в растворе. [17]
В предыдущей главе были рассмотрены различные виды переноса вещества в пористых сорбентах и приведены основные формулы, связывающие скорость переноса с радиусами пор, градиентом давления и другими параметрами. Во всех случаях, как нетрудно было заметить, скорость переноса имеет одинаковую зависимость от градиента давления. Поэтому при любом виде переноса скорость процесса формально может быть выражена уравнением диффузии с некоторым эффективным значением коэффициента диффузии. Именно эта величина в большинстве случаев непосредственно определяется из экспериментальных данных. Изучение зависимости эффективного коэффициента диффузии от температуры, давления и других параметров опыта позволяет составить представление о природе процесса переноса, а в некоторых случаях дать дополнительные данные о механизме сорбции. [18]
С увеличением концентрации в растворе молекул сорбирующегося вещества увеличивается скорость процесса. Однако это увеличение продолжается до некоторой концентрации насыщения, при которой около окон цеолита оказывается столько молекул, что дальнейшее увеличение их числа не будет заметно сказываться на скорости сорбции. Если концентрация в растворе молекул сорбирующегося вещества равна или выше концентрации насыщения, то процесс проникновения молекул через окна цеолита не определяет скорости сорбции. В этом случае она определяется скоростью миграции молекул в каналах цеолита - внутренней диффузией, скорость которой в свою очередь зависит от количества молекул, прошедших через окна. Количество молекул, прошедших через окна, зависит от перепада концентраций, то есть от концентраций вещества на наружной стороне окна и в полости. Последняя концентрация определяется скоростью отвода вещества - скоростью внутренней диффузии. Указанные рассуждения подтверждаются экспериментальными данными. При изучении зависимости эффективного коэффициента диффузии от времени сорбции из растворов н-гептадекана в изооктане при 20 С наблюдается экстремальная зависимость. Коэффициент диффузии вначале растет с ростом времени сорбции, затем в интервале степени заполнения от 25 до 70 %, остается постоянным, после чего начинает падать. [19]