Основные процессы – гетерогенных химико-технологических систем. Процессы массопередачи. Процессы теплопередачи

Наиболее важные процессы:

1. массопереносисходных реагентов в зону реакции и продуктов из этой зоны.

2. теплоперенос между реакционной зоной и окружающей средой.

Процесс массопредачи –

перенос вещества из 1-й фазы в другую.

Массопредача включает в себя перенос вещества в предел 1-й фазы, через поверхность раздела фаз, предел 2-й фазы.

Массоотдача – перенос вещества из фазы к границе и от границы к фазе.

Вещество внутри фазы переносится путем молекулярной и конвективной диффузии. Движущая сила – разность хим. потенциалов распределение вещества.

Предельным состоянием является достижение равновесие.

При расчете процесса массопредачи необходимо учитывать и рассматривать 3 группы условий:

1. для существования в системе данного количества фаз и законы распределения компонентов в них (правило фаз Гиббса, закон равновесия)

2. условие, которое создается для проведения процесса (рабочее условие). Определяется путем задания начальной и конечной концентраций продуктов и их количеств.

3. определяет скорость перехода вещества из 1-й фазы в другую (уравнение диффуз. кинетики)

Если присутствует только молекулярное, диффузионное вещество перемешивается в неподвижной среде, а в движущий перенос осуществляется как мольной диффуз., так и средой.

Турбулентная диффузия – это конвективный перенос вещества, которое осуществляется под действием турбулентных пульсаций.

Массопередача = внешняя диффузия + внутренняя диффузия.

Процесс теплопередачи:

Движущая сила – градиент Т.

Виды распространение теплоты:

1. теплопроводность;

2. конвекция;

3. тепловое излучение.

Они происходят одновременно.

Конвекция часто сопровождается тепловыми излучениями. Теплопроводность в пористом теле – конвекцией и излучением в порах и т.д. Процессы – сложная теплоотдача.

Всю область течения реальной жидкости вблизи поверхности твердого тела делят на следующие области:

1. пограничный слой – узкая зона, которая образуется у поверхности тела и характеризуется высокой неоднородностью поля скорости.

2. внешний поток – остальная область течения, где силами трения можно пренебречь.

Пограничный слой:

1. динамический – пристенный слой жидкости, в котором вследствие трения происходит изменения скорости движения жидкости от нулевой на поверхность тела до скорости основного потока.

2. тепловой – пристенный слой жидкости, в котором происходит изменение Т от значения на поверхность тела до Т основного потока жидкости.

3. диффузионный – вводят при анализе конвективной массоотдачи вблизи твердой поверхности, на которой протекает реакция взаимодействия с потоком омывающей жидкости.

Естественная конвекция – при нарушении равновесия или потери устойчивости из-за неоднородности жидкой среды.

Процессы делятся:

1. тепловая конвекция – движение, возникает в неравномерно нагретых жидкости и газах в том силы тяжести (плотность зависит от Т).

2. термокапиллярная – возникает вдоль поверхности жидкости в результате действия градиента силы поверхностного натяжения в зависимости от Т.

3. капиллярно – концентрационная – возникает в неоднородных растворах, когда поверхностное натяжение зависит от концентрации.

4. термоакустическая – движение обусловлено изменением плотности в неравномерно нагретой среде.

Поиск по сайту: