Теплотехника. Кордон М.Я - 112 стр.

UptoLike

где у
0
безразмерная концентрация в твердой фазе в начале процесса
(часто равна 0 или 1) и:
1
2
15(1 )rr
ψ
π
=
+−
(2.143)
Коэффициент диффузии в твердой фазе для использования в уравнениях
(2.139) и (2.141) приводятся в справочной литературе обычно только для
некоторых марок ионообменных смол.
D
тв
при эквимолярной противоточной диффузии будет иметь в качестве
верхнего предела значения коэффициента диффузии в жидкой (газовой) фазе
D
Ж
.
Отношение
/DD
тв
Ж
обычно находится в пределах от 10
-1
до 10
-4
и в
значительной мере зависит от природы обменивающихся ионов.
Так, например, обмен водорода с другими катионами, на слабокислых
катионитах идет очень медленно. Многовалентные ионы показывают заметно
более низкую подвижность в обменивающейся фазе, чем одновалентные ионы,
и эта зависимость тем интенсивнее, чем больше валентность.
2.7.10. Влияние жидкой (газовой) фазы на скорость диффузии
Скорость диффузии в случае, когда количество вещества, содержащееся в
порах незначительно, по сравнению с количеством вещества, содержащегося в
твердой фазе, выражается уравнением:
2
(1 )
2
()
2
D
yxx
n
rrr
rr
D
r
ε
τ
ε
∂∂
=+
(2.144)
Уравнение (2.144) можно решить аналитически только для нескольких
случаев. Коэффициент диффузии в порах может быть выражен уравнением
Уилера:
0,5
48
1exp ,
23
Dx
rRT
Ж
D
n
DM
Ж
⎛⎞
⎜⎟
⎝⎠
⎩⎭
=− (2.145)
где хвнутренняя пористость частиц;
r – средний радиус пор;
()
5,0
MRT8
- соотношение, характеризующее молекулярную
скорость, выраженное через газовую постоянную, абсолютную
температуру и молекулярную массу газа.
Для жидкостей показатель степени уменьшен.
При использовании линейной движущей силы (с большой степенью
приближения), уравнение для скорости диффузии в отдельных частицах
сорбента имеет вид:
      где у0 – безразмерная концентрация в твердой фазе в начале процесса
(часто равна 0 или 1) и:
                                                  1
                                       ψ=                              (2.143)
                                           r + 15(1 − r )π 2
      Коэффициент диффузии в твердой фазе для использования в уравнениях
(2.139) и (2.141) приводятся в справочной литературе обычно только для
некоторых марок ионообменных смол.
       Dтв при эквимолярной противоточной диффузии будет иметь в качестве
верхнего предела значения коэффициента диффузии в жидкой (газовой) фазе
D .
  Ж
      Отношение Dтв / D обычно находится в пределах от 10-1 до 10-4 и в
                          Ж
значительной мере зависит от природы обменивающихся ионов.
      Так, например, обмен водорода с другими катионами, на слабокислых
катионитах идет очень медленно. Многовалентные ионы показывают заметно
более низкую подвижность в обменивающейся фазе, чем одновалентные ионы,
и эта зависимость тем интенсивнее, чем больше валентность.

       2.7.10. Влияние жидкой (газовой) фазы на скорость диффузии

     Скорость диффузии в случае, когда количество вещества, содержащееся в
порах незначительно, по сравнению с количеством вещества, содержащегося в
твердой фазе, выражается уравнением:
                                    ∂yr Dn (1 − ε ) ∂ 2 xr 2 ∂xr
                                        =          (      +      )   (2.144)
                                    ∂τ      D ε      ∂r 2 r ∂r
                                             ∑
     Уравнение (2.144) можно решить аналитически только для нескольких
случаев. Коэффициент диффузии в порах может быть выражен уравнением
Уилера:
                                D x ⎧⎪       ⎡              0,5 ⎤ ⎫
                                                 4r ⎛ 8RT ⎞ ⎥ ⎪
                           Dn =  Ж           ⎢
                                     ⎨1 − exp −                   ⎬, (2.145)
                                  2 ⎪        ⎢ 3D ⎝⎜ M ⎠⎟ ⎥ ⎪
                                     ⎩       ⎣     Ж            ⎦⎭
        где х – внутренняя пористость частиц;
            r – средний радиус пор;
           (8 RT   M)
                     0 ,5
                        - соотношение, характеризующее молекулярную
           скорость, выраженное через газовую постоянную, абсолютную
           температуру и молекулярную массу газа.
     Для жидкостей показатель степени уменьшен.
     При использовании линейной движущей силы (с большой степенью
приближения), уравнение для скорости диффузии в отдельных частицах
сорбента имеет вид: