Оглавление:
Диффузия через неподвижный слой газа
- Рассмотрим диффузионную систему, показанную на рисунке. На 16-1 мы предполагаем, что существует устройство, которое испаряет жидкость A в газ B и поддерживает уровень жидкости z =zₓ. Граница раздела между жидкостью и газом, концентрация а в газовой фазе, выраженная в молярной доле, равна xai. Предположим, что поверхностная жидкость удовлетворяет условиям равновесия*. То есть пусть концентрация xA₁ равна давлению пара a, деленному на давление отстойника (pp / p), если смешанные газы A и B равны . Кроме того, мы предполагаем, что растворимость газа B в жидкости a пренебрежимо мала. В верхней части трубки (z = z) движется поток газовых смесей A и B в концентрации xL2 slowly.
В результате молярная доля A в верхней части колонки поддерживается равной xd2. * Предположение о равновесии на границе раздела было предметом экспериментов Тунда и Дрикамера [3] и Эммерта и Пигфорда [4].Аппроксимация, основанная на кинетике, основана на Schlag[51.Эти исследования ясно показывают, что значительные отклонения от равновесия могут наблюдаться только при очень высоких скоростях массопереноса. Предположим, что вся система находится при постоянной температуре и давлении, а газы а и в идеальны. Когда процесс испарения в системе достигает устойчивого состояния В состоянии, когда отсутствует поток испарения B, устанавливается общий поток материала A с поверхности испарения.
Так как теплопроводность высока, то она является доминирующим фактором в совместном процессе теплопроводности и конвекции. Людмила Фирмаль
Следовательно, Л? Используя формулу (16.1), чтобы、 Подставляя Na из Формулы (16.6) в Формулу (16.8), получаем: Для идеальной газовой смеси с постоянной температурой и давлением величина с постоянна, а Dab практически не зависит от концентрации. Таким образом, значения cDAb могут быть выведены за пределы силы производной. (16.10)） Это уравнение является дифференциальным уравнением 2-го порядка для профиля концентрации, выраженным в молярной доле A.
Интеграл по z будет иметь вид: В дальнейшем： — ЛН(д-zₓ)= она +Cₐ (16.12） Обе интегральные константы могут быть определены с использованием следующих 2 граничных условий: (16.13） (16.14） Подставляя заданную таким образом константу*в уравнение (16.12), находим уравнение профиля концентрации. (16.15)） (16.16)） Эти распределения концентрации показаны на рисунке. 16-1. Молярный расход JVaz не изменяется, но нетрудно заметить, что наклон кривой концентрации dxAldz не является постоянным для Z. Профиль концентрации помогает объяснить процесс диффузии, но в инженерных расчетах обычно важна средняя концентрация или массовый поток к определенной поверхности.
- Например, средняя концентрация B в области между Z =и Z =zₐ является: х J (б/ данные) Аз Дж (xBtlxBifi<41 Джи Джит Откуда ЗБ-₽Би ^ БЖ / ^ Би） (данные / данные) 1^(xbz / данные） (16.17） (16.18） Выражение для Cₜ является: Чтобы получить уравнение(16.15): Добро пожаловать на наш сайт. То есть среднее значение xv равно среднему логарифмическому значению (xv) cf. Логарифм концентрации на границе системы. Формула£, полученная выше, имеет укороченную длину, равную (z-Z])/(zₐ-zₐ). Скорость массопереноса с поверхности жидкость-газ, или скорость испарения, рассчитывается по формуле (16.6： (16.20 утра)） Из уравнений (16.18) и(16.19) можно вывести другую формулу для скорости массопереноса: cdₐb (А.
Эта формула показывает, что скорость массопереноса связана с характеристической движущей силой (xxi-xAᵢ) — формулы (16.19) и (16.20)также могут быть описаны с использованием общего давления и парциального давления 。 (РОЛЬВО / НФ)(З2-З1） (РОЛЬВ / ЯТ） (РА1 р * г） Здесь количество (pb) равно cP. log — логарифмическое среднее psi и pV₂, определяемое как в формулах (16.20), (xv), cp south. Используя результаты, полученные в этом разделе, мы экспериментально определили коэффициент диффузии в Газе*. кроме того, эти результаты основаны на» пленочной УФ. ВН. теории » массопереноса（ 20.5).На рис. 16-2 показана твердая или жидкая поверхность, через которую протекает газ.
Величины теплопроводности для жидких металлов значительно больше, чем для каких-либо других жидкостей, и, естественно, числа Прандтля очень малы: 0,005—0,03. Людмила Фирмаль
Пленка раса медленно движется вблизи поверхности, и вещество а рассеивается. Твердое тело-газ или жидкость-дорожная полиция, а z₂-внешняя граница газовой «пленки», в которой происходит диффузия occurs. In в этой «модели» предполагается, что существует резкая граница между неподвижной пленкой и сильно перемешиваемой жидкостью, а градиент концентрации пренебрежимо мал.
Эта модель не является физически обоснованной, но тем не менее она оказалась очень полезной в качестве основы для нахождения коэффициента массопереноса на основе простых физических допущений. Пример 16-1.Расчет коэффициента диффузии. Коэффициент диффузии тетрахлорметана при измерении насыщения кислородом•0,82 С для бинарных газовых смесей. Рас-17,1 см. Рутра-то же, что°C. = 0.0636 см-с-1 Близко к грубой Рядом с мячом; Найти(для Диффузии при t=гостевой и времени диффузии.
Смотрите также:
