химическая технология - 6.3. Иерархическая структура физико-химических явлений в радикальной полимеризации - 61 - читать

Общая химическая технология полимеров(Страница: 61)

Страница: 
61

химическая технология читать 6.3. Иерархическая структура физико-химических явлений в радикальной полимеризации 61

Уравнения сохранения масс, энергий, получаемые осреднением по пространству V уровень Технологические процессы, протекающие во всем объеме реактора Уравнения гидродинамики, материального баланса, теплового баланса и др.

Второй уровень представляет совокупность физико-химических эффектов в масштабе глобул (агрегатов). Каждая глобула ведет себя как химическая однородная система, и если жидкость в реакторе состоит из глобул, то система называется полностью сегрегированной. Размер глобул ничтожно мал по сравнению с размерами реакционной зоны.

Под действием турбулентных пульсаций или массообмена и теплообмена агломераты будут постоянно взаимодействовать между собой. При этом результатами взаимодействия могут быть:

  1. столкновение агломератов друг с другом: слияние-дробление,

усреднение составов, температур, физических свойств;

  1. массо- и теплоперенос в агломераты.

К третьему уровню иерархии можно отнести следующие явления. Элемент дисперсной фазы (капля мономера, полимер-мономерная частица), в которой протекают химические реакции как в объеме, так и на межфазной границе, движется в объеме сплошной фазы под действием сил Архимеда, инерционных сил и сил сопротивления, подвергаясь одновременно воздействию механизма переноса массы, энергии и импульса через границу раздела фаз. В качестве исходной причины возникновения потоков субстанций, обусловливающей всю совокупность явлений, составляющих механизм межфазного переноса, естественно принять неравновесность гетерогенной системы, которая делится на несколько видов: неравновесность по составу, неравновесность по температуре, скоростная неравновесность, т. е. несовпадение скоростей фаз. Потоки массы и энергии обусловливают изменение энтальпии сплошной и дисперсной фаз, а также вязкости, плотности, теплоемкости, состава, температуры и т.п.

К четвертому уровню иерархической структуры полимеризационной ХТС относятся следующие эффекты. Каждый элемент дисперсной фазы при стесненном движении включений в ограниченном объеме сплошной среды оставляет в ней турбулентный след. Под действием сил Жуковского вихри от отдельных следов взаимодействуют друг с другом, вызывая турбулизацию всей сплошной фазы. Поверхность включений, находящихся в зоне турбулентных следов, охватывается вихрями сплошной фазы и вовлекается в турбулентное движение. Так, изменение траектории движения включений обусловливает возможность их столкновения, коалесценции, и как следствие - перераспределение полей концентраций, температур и давлений внутри элементов дисперсной фазы.

Основными количественными характеристиками ХТС данного уровня иерархии являются нормальные и касательные напряжения, значения деформаций и скоростей деформаций, коэффициенты вязкости, диффузии, теплопроводности, скорости химических реакций и фазовых превращений и т. д.

Пятый уровень иерархической структуры эффектов ХТС составляет совокупность явлений, которые определяют так называемую гидродинамическую обстановку на макроуровне в аппарате. Эта совокупность явлений характеризует гидродинамическую структуру потоков в аппарате в целом (а не в отдельном локальном объеме).

Медиа

See video
Видео
Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер и строением электронных оболочек. В настоящее время известно 110 элементов:...
02.04.2013 | 6:58
3,063
See video
Видео
Сервис Нигма-Химия и многие функции Нигма-математики не имеют аналогов ни в России, ни в мире.Начиная с 2009 года, Нигма разрабатывает интеллектуальную...
02.04.2013 | 6:58
3,685
See video
Видео
Основным источником этанола является нефтехимический синтез, использующий реакцию, гидратации этилена в присутствии различных катализаторов. Известны также...
02.04.2013 | 6:58
3,217