Главная -> Словарь

Коэффициента фильтрации

Метод основан на использовании трех уравнений : 1) уравнения состояния Ли — Эрбара — Эдмистера для расчета коэффициента летучести компонентов в паровой фазе; 2) уравнения для расчета коэффициента летучести чистой жидкости в стандартном состоянии; 3) уравнения для расчета коэффициента активности. Авторы считают , что этот метод точнее методов NGPA и Чао — Сидера, в частности с его помощью с высокой степенью точности определяют величины констант фазового равновесия тяжелых компонентов.

Уравнение для расчета коэффициента активности компонента в жидкой фазе у? получено путем обработки уравнения Мар-гулиса для правильных симметричных растворов и имеет вид

Рис. 3. Влияние концентрации растворителя на значения коэффициента активности у и относительной летучести а.

Результаты расчетов коэффициента активности были нанесены Ньютоном на графики, на которых по оси ординат отложены численные значения у, а по оси абсцисс приведенное давление я и затем усреднены.

Для описания поведения реальных смесей и отклонения их от иде:альности с использованием понятия коэффициента активности жидкой фазы, фуги-тивности паровой фазы, описаны методы расчёта этих коэффициентов для углеводородов и их смесей по уравнениям Ли-Кислера , Редлиха-Квонга , модифицированному уравнению Редлиха-Квонга , методу Соава , Пенга-Робинсона , Чао-Сидера .

Рис. 12. 1. График для определения коэффициента активности.

Дальнейшее уточнение может быть внесено при учете неидеальности газовой системы, для которой определяют Xj. Вместе с тем и при этом, заменяя парциальные давления PJ активностями fj или произведением коэффициента активности на парциальное давление , мы не получим существенного изменения величин Xj, так как Yj для различных изомерных алкенов близки. Иными словами, при изомеризации алкенов константа равновесия, выраженная через активности , близка к константе равновесия, выраженной через парциальные давления .

Рис. 1.15. График для определения коэффициента активности у в зависимости от приведенных параметров- Рпр и Гпр

Для реальных растворов расчеты фазового равновесия с использованием коэффициента активности не достаточно точны даже для ограниченного числа систем, поэтому для построения кривых равновесия приходится частично использовать экспериментальные данные. Решение отдельных частных задач с использованием данных эксперимента обычно проводят по уравнению

Для вычисления константы равновесия при высоком давлении определяют величину AG° реакции, по которой находят /С/ при данной температуре в стандартном состоянии. Затем вычисляют значения коэффициента активности у, величину /CY и из уравнения Кр = Kf/Kf определяют константу равновесия /Ср при давлении Р. Для химических реакций в жидкой фазе константу равновесия также выражают через активности.

Размерности фугитивности и давления совпадают. Для определения фугитивности имеется график , дающий зависимость коэффициента активности v = flP от приведенных давления и температуры.

Рис. 16. Зависимость коэффициента фильтрации. от температуры обработки

Рис. 17. Зависимость коэффициента фильтрации от объема открытых пор в материалах/' полученных: / — продавливанием; 2 — прессованием в пресс-форме

Рис. 18. Зависимость объема открытых пор П и коэффициента фильтрации Кф от температуры обработки, для материалов холодного прессования:

В интервале температур 1100-2400 °С в материале на прокаленном коксе развивается пористость, благодаря чему кривая зависимости ее от температуры обработки поднимается значительно более резко, чем это имеет место для материалов горячего прессования. У материала на непрокаленном коксе в этом интервале температур из-за больших усадок уровень пористости изменяется незначительно. Проницаемость материалов холодного прессования также претерпевает сложные изменения, как это видно на рис. 18, из зависимости коэффициента фильтрации от термообработки. Это является проявлением наложения двух процессов: убыли массы и усадок при нагреве .

Обобщение большого числа экспериментальных результатов взаимосвязи проницаемости с пористостью для крупнозернистых графитов типа ГМЗ разных типоразмеров, а также пропитанных пеком и синтетическими смолами с последующей термообработкой, проведено в работе . Зависимость коэффициента фильтрации от пористости, которая изменялась в пределах 18—28 %, описывается выражением такого же вида, как и в работе Дж. Хатчеона и М. Прайса, однако показатель степени имеет значение 14, что указывает на большую зависимость от пористости. Как указывалось выше, не вся кривая зависимости /Сф от П описывается уравнением с показателем 3,5, в области большой пористости этот показатель существенно выше. Следует отметить, что отклонение /Сф от среднего превосходит отклонения других свойств, чувствительных к влиянию пористости, \ например, предела прочности при- сжатии и электросопротивления. Это следует объяснить тем, что присутствие в образцах крупных макродефектов, например, трещин, может значительно увеличить проницаемость.

Из этих данных следует, что рассчитанный для модуля упругости вариационный коэффициент оказался в два раза больше определенного опытным путем. Это связано с тем, что при расчете была учтена вариация и диаметра, и высоты областей когерентного рассеяния. С учетом сказанного VE снижается до 11—13%, что вполне удовлетворительно согласуется с экспериментом. Коэффициенты вариации для электросопротивления и предела прочности при сжатии, определенные при испытаниях образцов, практически совпадают с расчетными. В то же время испытания це-ликовых заготовок показали более высокое значение va. Имеющиеся в заготовках макродефекты , которые, естественно, не попадают в образцы, снижают однородность материала по прочности. Определенный экспериментально для коэффициента фильтрации VK меньше расчетного, так как не все поры, учтенные в расчете, 'являются канальными. Таким образом, на основании выполненных для графита марки ГМЗ расчетов можно считать, что вариации предела прочности при сжатии, модуля упругости, электросопротивления и коэффициента фильтрации в основном обусловлены вариацией общей пористости и диаметра областей когерентного рассеяния.

Рис. 69. Зависимость коэффициента фильтрации графита от числа пропиток пеком

Таблица 35. Изменение убыли массы и коэффициента фильтрации пропитанных графитов в зависимости от температуры обработки

Рис. 71. Зависимость коэффициента фильтрации графита от привеса отложившегося пироуглерода

Kelt было сказано выше, при работе в агрессивных средах пропитанный графит и графитопласт изменяют свои свойства: увеличивается проницаемость и уменьшается прочность, это сопровождается увеличением или уменьшением массы образца в зависимости от того, разрушается или набухает материал в среде. Таким образом, под влиянием агрессивных сред ухудшаются основные свойства, которые характеризуют конструкционный материал как пригодный к использованию в химической аппаратуре. Все указанные изменения свойств материала, видимо, являются результатом изменения пористой структуры пропитанного графита при взаимодействии с агрессивной средой. Изучение коррозии пропитанного графита марки МГ в различных средах, таких, как органические растворители, минеральные и органические кислоты, щелочи при температуре кипения в течение продолжительного времени показало, что проницаемость графита возрастает после работы во всех указанных средах. Однако если увеличение проницаемости графита после работы в средах, где наблюдался прирост массу, не превышает одного порядка, то для сред, в которых графит уменьшал массы, рост проницаемости был значителен и коэффициент фильтрации достигал значения, близкого для исходного непропитанного графита МГ, т.е. увеличение этого показателя составляло 3—4 порядка. Сопоставление коэффициентов фильтра-ции и потери массы пропитанного графита МГ после работы в перечне-ленных агрессивных средах показывает определенную зависимость между величиной коэффициента фильтрации и изменением массы: чем больше увеличение массы, тем меньше возрастает коэффициент фильтрации; наибольшее увеличение проницаемости наблюдается для образцов, показавших значительную потерю массы .

Ниже показано изменение коэффициента фильтрации графита МГ после кипячения в течение 280 ч в разных средах: