Полная версия страницы  English  

Диффузия газ-жидкость

shure, 19.02.2007 20:10
привет!

кто-нибудь мне может помочь - а то под рукой даже учебника нету никакого:


есть система для поддержания стационарного уровня концентрации кислорода в замкнутом объеме - т.е.е есть жидкость (допустим 1 мл), над ней есть газовая фаза 1 мл - через газовую фазу пропускается смесь гаЗов азот и кислород - с постоянной скоростью. Содержание газов можно менять в смеси а вот общая скорость (давление) будет постоянным. жидкость перемешивается магнитной мешалкой. Поверхность жидкости ~ 80 мм2.

картинка: ox.jpg


допустим сначала все в равновесии - кислорода в газовой смеси 20% и он уравновешен с тем, что в расторе. - потом концерацию снизили в два раза - понятно что со временем концентрация в растворе тоже упадет. Нужно оценить, как влияет на етот процесс соотношение объем/поверхность, скорость перемешивания и тд. Просто данные из учебника - есть навернео подобные оценки. сам помню только что-то там про квадрат толщины слоя. а учебников под рукой нет никаких.

експериментально пока понятно, что пока у меня скорость перемешивания - лимитирующий фактор - полувремя установления steady state падает с повышением rpm мешалки.


как вообще увеличить скорость диффузии в такой системе? Пробулькивать не годится, уменьшать до бесконечности толщину тоже нельзя. пока стационар устанавливается за десятки минут - а надо бы на два порядка быстрее. буду рад любым ответам.
Urrу, 19.02.2007 22:16
(shure @ 19.02.2007 17:10)
Ссылка на исходное сообщение 
как вообще увеличить скорость диффузии в такой системе?


погреть...
chainik, 20.02.2007 00:02
a ono vam nado "teoreticheski occenit"?

eto mojno, no s praktikoi shoditsia ne budet (u vas tam meshalka, kotoruiu modelirovat slojno), plus potok gaza, plus liquid-gas interface. S vas potrebuetsia stolko experimentalnih coefficientov, cht olishnii raz podumaesh chem s etim sviazivatsia

esli korotko to mass transfer through an interface protecaet do ustanovlenia odinakovih chemical potentials v fase #1 i #2 dlia togo gasa kotorii vi hotite. Chem bolshe raznost tem silnee transfer. Est koefficient perenosa cheres granisu, kotorii konechno je experimentalnii, est uslovia vliania komponentov, ih raspredelenie v phasah...

No vam naverno vsego lish nujno uskorit (umenshit) poiavlenia ravnovesia, i naverno nassishennosti gazom.

Dlia pervogo ia viju tolko odin prostoi' sposob - uvelichit raznost koncentracii v nachale (stupenkoi'), po dostijenii nujnoi concentrasii gasa v judkosti - resko umenchit concentrasiu gasa v gas-phase (to je stupenkoi') ostavaias tem ne menee v ravnovesnoi oblast. Konechno nujno predvaritelno ee - etu ravnovesnuiou koncentrasiu uznat - promeriat. Eto pomojet sokratit vremia dostijenia ~ 90% ot nujnoi koncentrasii v rasi, t.k. imenno v rasi imeet smisl uvelichivat koncentrasiu "nujnogo" gasa v gas-phase.
Tonkaia liquid film eto konechno to je horosho no eto potianet novii desing, a vi skoree vsego etim sviasani.

Dlia vtorogo, pojaluu tolko davlenie. Bolshe davlenia - bolshe concentrasii (kak v butilkah Coca-Cola). Kstati menshe temperatura - koncentrasia gaza to je bolshe (Shampanskoe zakruchivaiut v holodilnikah)
shure, 20.02.2007 00:20
cпасиба.

погреть не выйдет - надо 37 всё время.

чайнику: я конечно не хочу всех коеффициентов и всего етого mass transfer из теории в практику - просто допустим во сколько раз увеличится скорость диффузии если поверхность увеличить в две раза? как изменится скорость диффузии если будет перемешиваться быстрее - есть наверняка теории про пленки на разделе фаз и тд.

насчет того что бы сначала в газовой смеси кислорода сделать больше, чем надо, а потом его снизить до нужного равновесного в жидкости - ето хорошая идея - я что-то про нее не задумывался. спасибо.

давление не меняется - так устроены все ети редукторные смесители.
Piter-, 20.02.2007 11:45
Q. просто допустим во сколько раз увеличится скорость диффузии если поверхность увеличить в две раза?

ИМХО В два раза увеличится дифузия.

Q.как изменится скорость диффузии если будет перемешиваться быстрее - есть наверняка теории про пленки на разделе фаз и тд.

О оценке влияния перемешывания думаю грубо можно судить по ефекту выключения мешалки в полярографии. (думаю пользовался wink.gif )
Piter-, 20.02.2007 11:49
ща в учебниках покопаюсь
Piter-, 20.02.2007 12:04
http://molbiol.ru/forums/index.php?showtop...912#entry467912
немного не то. но.
Wolf, 20.02.2007 13:33
Не про диффузию, правда, но если просто нужно быстро изменить концентрацию кислорода в растворе, то можно химии какой-нибудь добавить.
shure, 20.02.2007 13:44
ну да. в приниципе ето рассматривалось - но надо изменять концентрацию туда-сюда - т.е. по желанию увеличивать или уменьшать.

а так - каталаза с пероксидом или глюкозоксидаза с глюкозой - как звери работают. или хлоропластов налить и светом их.
Piter-, 20.02.2007 13:54
(shure @ 20.02.2007 11:44)
Ссылка на исходное сообщение  ну да. в приниципе ето рассматривалось - но надо изменять концентрацию туда-сюда - т.е. по желанию увеличивать или уменьшать.

а так - каталаза с пероксидом или глюкозоксидаза с глюкозой - как звери работают. или хлоропластов налить и светом их.

С хлоропластами трудно будет ето делать точно IMHO.
Если продувать газом, я б рекомендовал его перед етим насытить парами воды. А то он воду из образца "высосет", ето правда тоже от многого зависит (время, скорость тп).
А в ячейке какойто потребитель кислорода будет сидеть?
Piter-, 20.02.2007 14:28
А тут чегото меряли.
http://www.springerlink.com/content/p2745761h14350t1/
shure, 20.02.2007 23:23
ну да, понятно что газ будет через воду пробулькиваться.
а есть какой-нибудь такой увлажнитель (сейчас просто с органической химии такой стакан на 100 мл с пористым дном) - чтобы был объемом поменьше - и вообще какие ща пользуют современные?

спасибо.


такого журнала нету в доступе - может кто кинет? благодарность будет безмерной.
чайник, 21.02.2007 00:04
ia ponial vashi voptosi, smotrite kak doljen rassujdat experimentator v takom sluchae:
mi imeem 3 oblasti: gas, jidkost i granisa mejdu nimi
interesuemsia raspredeleniem 1-go (gasovogo komponenta) mejdu etimi oblastiami

kluchevoi parametr eto - potok etogo komponenta, imeem dva potoka: potok iz gasovoi fasi k granise Qgg i potok ot granisi vnutr judkost Qgj.
ochen horoshii pokazatel - tolshina diffusionnogo sloia. Ponimat ee nujno tak: eto tolshina sloia na kotoroi koncentrasia izmeniaetsia ot kakogo-to znachenia do svoei' postoiannoi velichini v etom sloe, tak naprimer, esli predstavit graphic etoi konsetrasii to poluchitisa po vertikalnoi osi X, idushei vniz, eto glubina sloia ot poverhnosti na kotoroi mi, dopustim, imeem Csurface, pust C uvelichivaetsia s glubinoi i dostigaet Csteady nachinaia s nekotoroi glubini, eta glubina i est tolshina diffusionnogo sloia. Pochemu diffusionnogo - potomu chto raspredelenie idet posredstvom diffusii mi tak zahoteli, no raspredelenie mojet takhe idti i konvektivno. Poskolku obichno diffusia vsegda slabee conveksii to prisutstvie conveksii vsegda umenshaet diffusionnuiu toshinu.

Kak polzovatsia "tolshinoi diffusionnogo sloia" i chego ona pokazivaet?
chem ona bolshe tem dalshe systema ot ravnovesia i tem hyje transport veshestva v fasah; naprimer, esli imeetsia tolko diffusia, to ochevidno, chto diffusionni sloi v toi fase tolshe gde diffusia menshe. Dlia peremeshivania eto ploho, vam nujno chto bi diffusionni sloi bil ka mojno menshe, dlia etogo vi peremeshivaete, nasilstvenno raspredeliaa veshestvo po vsei fase, i umenshaia tem samim "diffusionni sloi"

Eto pojalui vse, teper mojno analizirovat experimentalnie situasii, a vam vibrat iz nih naibolee podhodiashuiu:

1. Sluchai kogda veshestvo rasprastraniaetsia v jidkoi faze bistro i perehodit cheres granisu bistro a vot v gazovoi faze ego rasprostronenie medlennoe: eto znachit chto skolko veshestva podoidet k granise is gas-phase vse ono bistro pereidet cheres granisu i raspredelitsia po liquid-phase, (diffusionnaia tolshina v liquid phase malenkaia, v gase bolshaia). Poskolku raspredelenie reguliruetsia naibolee medlennim prosessom, to govotiat chto eto sluchai kogda gas-phase controls the mass transfer. Eto sluchai bistrogo peremeshivania i polnogo perehoda veshestva cheres granisu, ego mojno uvelichit kak vi hotite, uvelichivaia ploshadi v 2 raza uvelichivaete potoki v 2 raza i sledovatelno transport v 2 raza. I eto pojalui budet rabotat i v stasionarmon i perehodnom (ot vremeni zavisit) rejimah

2. Sluchai kogda interface controls the mass transfer. Eto kogda poverhnost predstavliet soboi zametnii barier dlia mass transfer a raspredelenie veshestva v oboih fazah proishodit bistyro i horosho (obe diffusionnie tolshini malenkie). Visoko "bariernie" interfaces i pereraspredeliaut po poverhnosti veshestvo medlennee i ne ochevidnim dlia bulk sposobom, poetomu v takom sluchae ochen vajno viasnit v stasionare ili net experimentator nabludaet transport. Esli v statsionare, to pravilo v 2 raza uvelichivaem ploshad S, v 2 raza uvelichivaem potok Q mojet rabotat, v nestasionare skoree vsego rabotat ne budet.

3. Sluchai kogda samoe medlennoe eto raspredelenie veshestva v liquid-phase (diffusionnaia tolshina v gase malenkaia a v jidkosti bolshaia). V etom sluchae, tak je kak i v predidushem, esli process ustanovlenia medlennii - quasi-static to skoree vsego pravilo 2S->2Q budet rabotat, odnako pri nestasionare ono rabotat ne budet, potomu chto v igru vstupiat pereraspredelitelnie mehanisni vnutri kajdoi iz oblasteil.

Poditiojivaia skaji tak, esli nablidaetsia 2S->2Q to vidimo eto libo stasionar libo prostoi sluchai bistrogo perenosa, esli ne nabludaetsia to vse ostalnoe.
shure, 23.02.2007 15:19
чайник - спасибо большое.
Itp, 19.10.2021 17:22
(shure @ 19.02.2007 21:10)
Ссылка на исходное сообщение  привет!

кто-нибудь мне может помочь - а то под рукой даже учебника нету никакого:
есть система для поддержания стационарного уровня концентрации кислорода в замкнутом объеме - т.е.е есть жидкость (допустим 1 мл), над ней есть газовая фаза 1 мл - через газовую фазу пропускается смесь гаЗов азот и кислород - с постоянной скоростью. Содержание газов можно менять в смеси а вот общая скорость (давление) будет постоянным. жидкость перемешивается магнитной мешалкой. Поверхность жидкости ~ 80 мм2. И надо ставить регулятор давления газа от этой фирмыфирмы СтримГаз.

картинка: ox.jpg
допустим сначала все в равновесии - кислорода в газовой смеси 20% и он уравновешен с тем, что в расторе. - потом концерацию снизили в два раза - понятно что со временем концентрация в растворе тоже упадет. Нужно оценить, как влияет на етот процесс соотношение объем/поверхность, скорость перемешивания и тд. Просто данные из учебника - есть навернео подобные оценки. сам помню только что-то там про квадрат толщины слоя. а учебников под рукой нет никаких.

експериментально пока понятно, что пока у меня скорость перемешивания - лимитирующий фактор - полувремя установления steady state падает с повышением rpm мешалки.
как вообще увеличить скорость диффузии в такой системе? Пробулькивать не годится, уменьшать до бесконечности толщину тоже нельзя. пока стационар устанавливается за десятки минут - а надо бы на два порядка быстрее. буду рад любым ответам.



надо регулятор давления газа ставить
guest: 123vega , 02.02.2022 08:21
Since it overthrew Aung สูตรสล็อต San Suu Kyi's democratically ปั่นสล็อต elected government VIP123 in a coup one year JOKER GAMING ago, Myanmar's สล็อต123 military - known as the PRAGMATIC PLAY Tatmadaw - has gone หวยปิงปอง on to shock the world by killing สูตรฟรีสปิน hundreds of its own SA GAMING civilians, including ALLBET dozens.
guest: 123vega , 19.02.2022 09:31
A US Navy engineer's pggame123 wife has pleaded สล็อต123 guilty to helping her husband try to sell 88ktc secrets about 123maxx nuclear-powered big gaming submarines to slotxo a foreign country. payline Diana Toebbe, 46, acted หวยปิงปอง as a lookout VIP123 while her husband left ปั่น สล็อต information at a "dead drop" spot.
guest: 123 , 30.05.2022 13:14
Her novel Pggame123 Tomb of Sand, a 88ktc family saga set in สล็อต123 the shadow of the partition 123bets of India, follows 11hilo 80-year-old woman after the หวยปิงปอง death of her husband. "I never สล็อต123 dreamt of the 123VEGA Booker, I never Dreamgaming thought I could," Ms Shree said. "What a ปั่นสล็อต huge recognition. I'm amazed, delighted, honoured and humbled."
guest: 123 , 31.05.2022 08:23
SINCE LAUNCHING AMB CASINO HIS INVASION OF UKRAINE, RUSSIA'S FC SLOT PRESIDENT VLADIMIR PUTIN 88KTC HAS FACED AN UNPRECEDENTED 11HILO GLOBAL RESPONSE, FROM CULTURAL BOYCOTTS TO 123GOAL COUNTRIES RADICALLY 123VEGA TRANSFORMING THEIR ALLBET FOREIGN POLICIES. BUT THE สูตรสล็อต LONGER THE CONFLICT CANDY BURST GOES ON, THE MORE SIGNS THERE ปั่นสล็อต ARE OF DIVISIONS.
guest: 123 , 13.06.2022 07:05
Saxon Mullins 123VEGA says she once had PRAGMATIC PLAY romantic dreams of what her 'first time' would ICONIC GAMING be like. In none was หวยปิงปอง she paralysed by fear in a Sydney ปั่นสล็อต alleyway, aged 18, with a 123GOAL man she had met only minutes earlier. Ms 88KTC Mullins has always maintained FC SLOT this incident - in 2013 - was rape. It spurred AMB CASINO her to push for legal 11HILO reform in Australia, after a long court battle ended with a judge finding the man involved did not realise she hadn't consented to sex.
Это — лёгкая версия форума. Чтобы попасть на полную, щелкните здесь.
Invision Power Board © 2001-2024 Invision Power Services, Inc.