Ранее отмечалось (см. гл. 3), что в потоке идут два вида массо-переноса-молекулярный и конвективный.

Молекулярная диффузия описывается первым законом Фика:

Для всей поверхности F диффузии первый закон Фика выразится как

Где D коэффициент молекулярной диффузии; F — поверхность, нормальная к на­правлению диффузии; Ос/дп- градиент концентраций вещества на единицу длины пути П диффундирующего вещества; знак минус связан с уменьшением градиента концентраций Дс/дп по длине пути диффузии.

Коэффициент молекулярной диффузии D зависит от природы диффундирующего вещества. Поэтому он не связан с динамикой процесса и характеризует способность вещества проникать в какую-либо среду. Найдем его размерность из выражения (15.14а):

Откуда следует, что Коэффициент молекулярной диффузии D пока­зывает, какое количество вещества диффундирует в единицу времени через единицу поверхности при градиенте концентрации, равном единице. Коэффициент молекулярной диффузии D является анало­гом коэффициента температуропроводности А.

Значения D находят по справочникам или рассчитывают. На­пример,

Для газов

Для жидкостей

Где Т абсолютная температура. К; Р — давление. Па; Уд и Vg молярные объемы взаимодействующих веществ, См3/моль; М^ и Му- молярные массы, кг/кмоль;

Ц вязкость жидкости, в которой происходит диффузия. Па-с.

Таким образом, коэффициент диффузии зависит от температуры (увеличивается с повышением температуры) и для газов-от дав­ления (с увеличением давления D^ снижается).

Для газовой среды D^ % 1 См2/с, для конденсированной (жидкой) среды D^ % 1 см^/сут, откуда следует, что молекулярная диффузия в жидкостях, а тем более в твердых телах — процесс очень мед­ленный.

Строго говоря, движущей силой процесса молекулярной диф­фузии является градиент химического потенциала вещества (под химическим потенциалом, как известно, понимают частные произ­водные характеристических функций по числам молей компонентов JV, при всех других постоянных параметрах состояния, например ДН/дН^ = р.,•= ди/дМ^•= дG|SN^, где 77-энтальпия, U — внутренняя энергия, G — энергия Гиббса. Но для случая переноса одного ком­понента ц,=/(^.), где с,-концентрация г-го компонента в смеси. Тогда в качестве движущей силы можно использовать градиент концентраций, что намного упрощает расчеты. При невысоких концентрациях компонентов в реальных системах также можно использовать градиент концентраций в качестве движущей силы. Для достаточно концентрированных реальных систем при исполь­зовании в качестве движущей силы градиента концентраций следует учитывать влияние на величину коэффициента молекулярной диф­фузии состава системы (разделяемой смеси).

Процессы и аппараты упаковочного производства

Фанера влагостойкая

Фанера – это довольно популярный многослойный строительный материал, который отличается по типу, маркам, характеристикам и прочим параметрам. Важно учитывать особенности изделия, чтобы использовать в работе подходящий сорт фанеры. Производится продукция из склеенных особым образом листов шпона. Волокна размещены перпендикулярно, то есть каждый слой располагается под углом в 90 градусов к предыдущему. Именно такое расположение позволяет […]

Преимущества электронных крановых весов

Точно измерить массу грузов, которые находятся в подвешенном положении, можно с помощью электронных крановых весов. Данное весовое оборудование, благодаря своей универсальности, широко применяется в различных сферах. Электронные крановые весы востребованы в промышленности, в сельском хозяйстве, в сфере строительства, прочее. Крановые весы могут работать как внутри помещения, так и на улице. Их используют на логистических складах, […]

СХЕМЫ АБСОРБЦИОННЫХ УСТАНОВОК

Схемы промышленных абсорбционных установок можно разделить На две основные группы: 1) с однократным использованием абсорБента ( г. е. десорбция поглощенных компонентов не производится); 2) с многократным использованием абсорбента (т. е. с десорбцией). Схема установки с однократным использованием абсорБента (рис. 16-32) применяется тогда, когда в результате абсорбЦии получают готовый продукт или полупродукт, поэтому регенеРации абсорбента не […]