Радиальный градиент - концентрация
Cтраница 2
Если исходное твердое вещество при взаимодействии с газом не изменяет своей структуры в широком интервале состава ( как это происходит в системе уран - кислород), то в сферических частицах твердого при реагировании устанавливается радиальный градиент концентраций. В случае, когда количество кислорода, поглощенное за время т, равно С. [16]
Радиальные градиенты концентраций в трубке также малы. Поэтому уравнения материального и теплового балансов можно упростить следующим образом. [17]
Радиальными градиентами концентраций, как показали расчеты в конечных разностях, можно так же пренебречь, так как выравнивание концентраций в трубке малого диаметра из-за диффузионного переноса происходит довольно интенсивно. [18]
В результате этого структура внешних слоев волокна отличается от структуры внутренних слоев большей плотностью и, по-видимому, большей упорядочностью структуры полимера. Наличие радиального градиента концентрации растворителя и осадителя и радиального распределения усилий приводит к созданию направленного изменения структуры волокна от центра к периферии. Кроме того, наличие самой полимерной сетки создает чередующийся порядок элементов структуры в поперечном направлении волокна. А, который несколько уменьшается от периферии к центру волокна. [20]
Другие проблемы связаны с нестационарностью диффузионного разделительного процесса в импульсной системе. В [16] был проведен расчет процесса установления радиального градиента концентрации в плазменной центрифуге. При этом впервые учтено влияние радиальной зависимости коэффициента взаимной диффузии компонентов, связанной с перераспределением плотности под действием центробежной силы. При рассмотрении возможности умножения эффекта в импульсной плазменной центрифуге, необходимо учитывать вообще говоря как нестационарность установления продольной циркуляции, так и конечность времени установления продольного диффузионного процесса. Оказывается, что даже если циркуляционный поток сравнительно быстро достигает стационарной величины, время установления осевого градиента концентрации т может быть в силу условия L / R % § 1 значительно больше продолжительности вращения плазмы тр, вследствие чего продольный эффект разделения не успевает устанавливаться в течение промежутка времени тр. Таким образом, создание циркуляционной плазменной центрифуги, в которой первичный эффект переводится в продольный и имеется возможность осуществления эффективного отбора целевого изотопа, как это делается в случае механической центрифуги, в обычно исследуемых импульсных режимах, по-видимому, трудно осуществить на практике. Однако высокие коэффициенты разделения, достигнутые в ряде экспериментов с импульсными разрядами, позволяли надеяться на перспективы использования стационарно вращающейся плазмы. [21]
Он состоит из высокой вертикальной кольцевой газовой камеры, внутренняя стенка которой нагревается до TI паром или электричеством, а наружная стенка охлаждается водой до Tz. Поток тепла от внутренней к наружной стенке ведет к возникновению радиального градиента концентрации, при котором более легкий компонент обычно, но не всегда, концентрируется у нагретой внутренней поверхности. Поток тепла вызывает также конвекционные токи, как это показано стрелками, с потоком вверх, примыкающим к нагретой Стенке, и противоточным потоком вниз, примыкающим к охлажденной стенке. Если две стенки достаточно близки, диффузия между двумя потоками происходит со значительной скоростью, причем достигается обогащение легким компонентом по вертикали. Таким образом Клузиус и Дикель превратили рассмотренный Чепманом и Энскогом процесс, осуществляемый отдельными ступенями, в колонный процесс. [22]
Как известно, смыв шлейфа происходит за счет радиальной диффузии и конвективного перемешивания. Роль диффузии существенно заметна только в начальной стадии движения разделителя; так как с течением времени радиальный градиент концентрации уменьшается, в результате чего скорость диффузии резко падает. Преимущественную роль в смешении шлейфа с основным потоком играет только конвекция. По мере удаления от разделителя концентрация отстающей жидкости и в пограничном слое и в основном потоке уменьшается, что объясняется выравниванием ее концентрации в радиальном направлении. [23]
Конечной целью исследований по растворению пристенных отложений является определение необходимого объема моющего вещества и оптимального режима очистки нефтепровода. При этом общеприняты следующие допущения: перекачка растворителя в режиме развитой турбулентности; температура потока постоянна; отсутствие в ядре потока радиального градиента концентрации; концентрация изменяется только в пристенном пограничном слое; растворение происходит согласно теории гетерогенных реакций Нернста. При этих допущениях авторами [57, 74] получены зависимости, позволяющие рассчитывать объем растворителя, необходимый для очистки трубопровода. Распределение отложений по сечению трубопровода принимается равномерное. [24]
Кривые проведены на основе следующих допущений: а) количество твердого вещества, текущего вверх в центре, равно количеству вещества, идущем; вниз у стенок; б) никаких радиальных градиентов концентраций нет в этих потоках; в) полагают, что поперечный поток твердого вещества прямо пропорционален разности концентраций между этими потоками и г) на верху и на дне слоя концентрации в потокам равны. [25]
Согласно этой гипотезе смесеобразование в трубопроводе рассматривается как процесс одномерной турбулентной диффузии. Радиальный градиент концентрации смеси, возникающий вследствие неравномерности профиля скоростей, не учитывается благодаря преобладанию диффузии в радиальном направлении над диффузией в продольном направлении. Кроме того, предполагается, что коэффициент продольной диффузии в радиальном направлении постоянен по всему сечению потока. [26]
Смешивание наименее удовлетворительно, когда скорость вводимого в трубку потока реагентов мала, а сам поток ламинарный. Поскольку при общих давлениях порядка 1 мм рт. ст. диффузия относительно медленна, радиальная компонента скорости у молекул вводимых в трубку реагентов сравнительно невелика. В этом случае в потоке газа ниже сопла, через которое вводятся реагенты, сохраняются радиальные градиенты концентраций. Если реагенты вводятся в трубку через отверстие с относительно малым диаметром, а скорость вводимого потока довольно высока, чтобы после сопла возникла небольшая зона турбулентности, то молекулы реагентов приобретают достаточную радиальную скорость для быстрого смешивания. Наиболее простое устройство такого типа состоит из вводящего патрубка ( с диаметром отверстия 1 мм), направленного вдоль оси трубки. Скорость молекул вводимого реагента по отношению к основному потоку оказывается наибольшей в том случае, если поток из вводящего патрубка движется - навстречу основному потоку. Используются также разнообразные вводящие устройства с большим числом отверстий, располагаемые вдоль оси реакционной трубки: с их помощью можно добиться быстрого установления гомогенных потоков вблизи выходных отверстий. [27]
Иные результаты получены при проведении промысловых экспериментов компанией Аминойл на месторождении Хантингтон Бич в Калифорнии. При использовании метанового индикатора было установлено существенное проникновение фильтрата промывочной жидкости в керн. Однако специальные исследования, проведенные на отдельных частях керна, показали, что концентрация индикатора в радиальном направлении не изменяется. Был сделан вывод, что отсутствие радиального градиента концентрации означает, что проникновение фильтрата происходит только под долото. Однако не было обнаружено никакой корреляции между интенсивностью проникновения под долото и проницаемостью, что подтверждает ранее рассмотренный комплексный механизм проникновения фильтрата под долото. [28]
Экспериментальные данные по рассматриваемому вопросу весьма скудны. Имеются сведения 48 о массообмене в системе с частицами высокой адсорбционной способности. Дэвис и Ричардсон 49 вводили пузыри с газом-трасером, отбирали пробы газа в слое с постоянной скоростью и при этом получили плоские профили концентраций. В слое диаметром 51 мм профили были плоскими, однако в слое диаметром 152 мм появились радиальные градиенты концентраций ( рис. VII-21), причем мелким частицам соответствовали относительно пологие профили, а крупным - весьма заметные градиенты концентраций. [29]
Для расчета промышленных орошаемых насадочных колонн необходима количественная оценка влияния размеров аппарата на интенсивность продольного перемешивания жидкости, однако такие данные в литературе отсутствуют. Влияние высоты слоя было исследовано нами в колоннах с диаметрами, d 15 см ( насадка - кольца Ра-шига - ц 15 мм) и Яц 40 см ( с ( 25 мм) в диапазоне высот Н I - 8 м при плотности орошения Д 1 - 60 м / час. Результаты представлены на рисунке. С ростом Н коэффициент эффективной диффузии 3) возрастает пропорционально - 0 35 - 0 5 Полу ченную зависимость можно объяснить, используя результаты теоретического анализа дисперсии индикатора в пуазейлевском потоке / I /, где рассеяние вещества, как и в орошаемом слое, определяется различием продольных составляющих скоростей с поперечным обменом. В том случае, когда время пребывания в слое оказывается достаточно велико и радиальная диффузия в значительной мере выравнивает радиальный градиент концентрации, рассеяние индикатора вдоль оси канада удовлетворительно описывается с помощью диффузионного приближения и будет увеличиваться пропорционально корню квадратному из времени, то есть ДХ Атг Если время пребывания в слое мало и влияние поперечного обмена незначительно, перемешивание определяется только наличием продольных составляющих скоростей и описывается моделью идеального вытеснения с профилем скоростей. [30]
Страницы: 1 2