Cтраница 1
Пенетрационная теория объясняет массоотдачу на стороне сплошной фазы как ряд неустановившихся процессов диффузии целевого компонента от межфазной поверхности к элементар. [1]
Пенетрационная теория предполагает, что межфазная поверхность не является стабильной, а состоит из отдельных элементов, находящихся в контакте с дисперсной фазой в течение короткою, но одинакового по длительности промежутка времени и уходящих затем в ядро потока. При этом вихревое движение жидкости распространяется до самой поверхности раздела фаз. [2]
Пенетрационная теория была развита Данквертсом, который выдвинул гипотезу о том, что продолжительность контакта элементов поверхности раздела фаз с вихрями элемента сплошной фазы неодинакова. [3]
Кроме пленочной и пенетрационной теории был предложен ряд других моделей для исследования процессов массопередачи. Среди них, вероятно, наиболее интересной моделью является модель обновления поверхности. Однако ее анализ приведен в статье, которая к большому сожалению опубликована в малодоступном издании [20], а рассматриваемая в ней работа - одна из лучших по химической абсорбции. В настоящей главе теория обновления поверхности обсуждается потому, что некоторые своеобразные эффекты, наблюдаемые в процессах абсорбции, сопровождающейся мгновенной реакцией, вероятно, объясняются механизмом обновления поверхности. [4]
Указанное несоответствие пытается объяснить пенетрационная теория, которая трактует массоотдачу на стороне сплошной фазы ( жидкости) как ряд неустановившихся процессов диффузии компонента от межфазной поверхности к элементам ( элементарным вихрям) жидкости, соприкасающимся с этой поверхностью и проникающих в глубь сплошной фазы. [5]
Как следует из соотношения (4.15), пенетрационная теория приводит к зависимости, в которой частный коэффициент массоотдачи определяется величиной, пропорциональной корню квадратному из коэффициента диффузии, что качественно согласуется с экспериментальными данными. [6]
Пленочно-пенетрационная теория объединяет теорию пограничных пленок и пенетрационную теорию. Обновление поверхности контакта по этой теории не противоречит существованию пограничной пленки. Если время контакта мало, то процесс проходит согласно пенетрационной теории и имеет место установившаяся диффузия. При более длительном времени контакта проникновение вещества происходит в результате установившейся диффузии и процесс переноса описывается с помощью теории пограничных пленок. [7]
К такому же результату, как отмечалось ранее, приводят методы пенетрационной теории диффузионного пограничного слоя. [8]
Тур и Марчелло [72] утверждают, что теория двух пограничных пленок и пенетрационная теория не отрицают друг друга, а являются крайними случаями более общей пленочно-пенетрационной теории. Авторы поддерживают мнение, что в этом случае происходит обновление поверхности, чему не противоречит существование пограничной диффузионной пленки. [9]
Приведенное на рис. 1 сопоставление экспериментальных данных с расчетными на основе пленочной и пенетрационных теорий показывает, что наиболее хорошо и достаточно точно совпадает с данным экспериментом фактор ускорения, рассчитанный на основе пенетрационной теории. [10]
Для каждой из рассмотренных теорий массопередачи один из параметров приходится определять экспериментально: в двухпленочной теории - толщину пограничной пленки, в пенетрационной теории - долю обновляемой поверхности, в пле-ночно-пенетрационной теории - время контакта. Однако несмотря на разный подход к описанию процесса массообмена, скорость массопередачи пропорциональна разности концентраций, вследствие чего для практических целей наиболее целесообразно применять теорию пограничных пленок из-за ее простоты. [11]
Приведенное на рис. 1 сопоставление экспериментальных данных с расчетными на основе пленочной и пенетрационных теорий показывает, что наиболее хорошо и достаточно точно совпадает с данным экспериментом фактор ускорения, рассчитанный на основе пенетрационной теории. [12]
Средняя скорость переноса массы зависит от времени пребывания элементов на межфазной поверхности и полного количества диффундирующего компонента, перенесенного за это время с поверхности к рассматриваемому элементу, причем время пребывания всех элементов жидкости на поверхности считается одинаковым. В модифицированных пенетрационных теориях предполагается, что время пребывания элементов жидкости на межфазной поверхности различно и средняя скорость переноса массы описывается функцией распределения времени пребывания. [13]
В соответствии же с теорией проникновения, независимо от вида функций распределения возрастов. Значит, из пенетрационной теории следует, что скорости массопереноса пропорциональны квадратному корню из коэффициента диффузии. [14]
В большинстве экспериментальных работ по массоотдаче на стороне сплошной фазы указывается на то, что показатель степени В при критерии Шмидта более близок к значению V2, чем к нулю. Это свидетельствует о том, что пенетрационная теория лучше аппроксимирует ход процесса, нежели теория двух пограничных пленок. [15]