Определение - эффективный коэффициент - диффузия
Cтраница 3
Однако точность зависимости этого критерия от параметров Ф5 или Фь в большой степени определяется надежностью данных об истинной кинетике, точностью определения эффективного коэффициента диффузии и изотермич-ностью гранулы. [31]
Дальнейшие теоретические и экспериментальные исследования были посвящены либо усовершенствованию модели Г, Тейлора и определению пределов ее применимости ( работы В. С. Яблонского, В. А. Юфина, В. И. Марона и др.), либо определению эффективного коэффициента диффузии, объема и длины области смешения. [32]
При определении эффективных коэффициентов диффузии по измерениям распределений концентраций помеченных частиц измеряется общий поток меченых частиц, состоящий из конвективной и диффузионной частей. Таким образом, для определения эффективного коэффициента диффузии необходимо, строго говоря, знать распределение циркуляционных скоростей переноса твердой фазы в псевдоожиженном слое. Эти скорости не всегда известны. [33]
Коэффициент продольной диффузии оказался равным 0 28 см2 / сек, что примерно в два раза меньше величины, рассчитанной авторами [41] для диффузии изобутилена в гелии. Авторы делают вывод о пригодности хроматографических методов для определения эффективных коэффициентов диффузии. [34]
Эффективный коэффициент диффузии может быть определен также путем измерения скорости реакции в катализаторе. Для этого, можно использовать экспериментальные данные, полученные на проточно-циркуляционной установке. Для определения эффективных коэффициентов диффузии данным методом измерения скорости реакции проводят во внутридиффузионном или переходных режимах. [35]
В результате сопоставления точных решений диффузионного уравнения и экспериментальных кривых, как правило, удается найти такое значение коэффициента диффузии, входящего в точные решения, при котором совпадение теоретических и экспериментальных кривых оказывается наибольшим. Это значение коэффициента принимается в качестве эффективного коэффициента диффузии ( самодиффузии) твердой фазы псевдоожиженного слоя. При использовании такого метода определения эффективных коэффициентов диффузии основные экспериментальные трудности связаны с пометкой некоторой доли частиц слоя и разработкой достаточно точных и непрерывных методов определения концентрации помеченных частиц. В вычислительном отношении известные трудности возникают при нахождении численного значения эффективного коэффициента диффузии в результате сравнения точных решений и экспериментальных кривых, так как решения диффузионных уравнений представляют собой трансцендентные уравнения относительно коэффициента диффузии. [36]
 |
Диффузионная ячейка. [37] |
Экспериментальные методы определения эффективных коэффициентов диффузии можно разделить на две группы: стационарные и нестационарные. Широко распространенный стационарный метод заключается в измерении в стационарных условиях встречных потоков газов через пористую диафрагму диффузионной ячейки, бхема диффузионной ячейки приведена на рис. IX. Диафрагма представляет собой перегородку, изготовленную из пористой массы, используемой для приготовления катализатора, либо перегородку из пластмассы или металла, в которой с помощью замазйи или специального клея закреплены гранулы катализатора. Метод широко используется для определения эффективных коэффициентов диффузии инертных газов в катализаторах. [38]
 |
Продольное сечение пористой среды.| Модель пористой среды для вычисления теплопроводности. [39] |
Таким образом, поток через пористую среду состоит из трех членов: поток тепла по жидкой фазе ( член с А), поток тепла по твердой фазе ( член с v) и интерференционный член с у. Вклад от каждого члена может быть изучен по отдельности. Например, собственная теплопроводность скелета пористой среды может быть изучена в отсутствие жидкой фазы. Эффективная теплопроводность одной жидкой фазы может быть исследована косвенным образом - с помощью определения эффективного коэффициента диффузии или эффективной электропроводности, процессов, в которых твердый скелет пористой среды не принимает участия. Полученные данные легко пересчитать на теплопроводность, заменив, скажем, истинную электропроводность электролита на его истинную теплопроводность. [40]
Поскольку теплопроводность твердого вещества катализаторов много выше теплопроводности газовых смесей, эффективные коэффициенты теплопроводности катализаторов обычно на порядок превышают коэффициент теплопроводности реакционной смеси. При проведении некоторых каталитических процессов с незначительными тепловыми эффектами, можно пренебречь существующими малыми температурными градиентами и рассматривать массопереноскак изотермический. В большинстве же случаев при анализе процессов переноса в катализаторах необходимо принимать во внимание существование заметных температурных градиентов. Так, например, различными исследователями экспериментально были получены следующие разности температур между внутренними и внешними зонами катализаторов: 17 5 - 37 4 С для реакции гидрогенизации этилена, 26 С для реакции диссоциации N2O, 40 - 60 С для реакции между водородом и кислородом, 6 - 27 С для реакции гидрогенизации бензена. Следовательно, при математическом описании процессов переноса, определяющих проведение экзотермических реакций с заметными скоростями, большими тепловыми эффектами и значительной энергией активации необходимо использовать уравнения связанного тепло - и массопереноса. Процесс переноса массы в пористых катализаторах анализировать значительно труднее, чем перенос теплоты. Это связано с тем, что помимо переноса за счет молекулярной диффузии в крупных порах имеет место кнудсеновский перенос в порах малого диаметра, причем оба типа переноса сопровождаются локальными адсорбционно-десорбционными процессами. Перенос массы в крупных порах, диаметр которых много больше длины свободного пробега молекул, хорошо описывается уравнением молекулярной диффузии. Массоперенос в порах, диаметр которых сравним с длиной свободного пробега молекул, определяется кнудсеновской диффузией. Разница между коэффициентами молекулярной и кнудсеновской диффузии может достигать двух порядков. Попытки вывести формулы для определения эффективных коэффициентов диффузии в пористых катализаторах на основе коэффициентов молекулярной и кнудсеновской диффузии с учетом распределения пор по диаметрам не привели к успеху, так как не удается учесть влияние извилистости пор и степень влияния непроточных пор на средний коэффициент переноса. [41]
Страницы: 1 2 3