химический каталог




Карбонильное железо

Автор В.Л.Волков, В.Г.Сыркин, И.С.Толмасский

(режим полного распада).

Приведенные зависимости позволяют рассчитать для случая распыления пентакарбонила железа в аппарате разложения толщину жидкой пленки, длину нераспавшейся части струи на капли, время распада струи на капли и определить средний диаметр капель, получаемых в результате первичного и вторичного распыления.

Испарение микрокапель пентакарбонила железа. В результате контакта с нагретой газовой средой в аппарате разложения микрокапли пентакарбонила железа, образующиеся при распыливании, подвергаются интенсивному прогреву и испарению. Скорость этих процессов зависит главным образом от размеров капель и скорости их движения относительно окружающего газа.

Согласно экспериментальным данным [98], период прогрева жидкости до температуры газовой среды для капли размером20мкм равен 0,6-10""3сек, а для капли раз-

103

мером 10 мкм 0,2-10 3 сек. Скорость испарения пентакарбонила железа может быть при этом подсчитана по уравнению Байтрона [99—101]:

dv _

-"Л = 1.13.1(ГЧр(1+ 301 У4р). (V-50)

где dcp— средний диаметр капли, м.

Время полного испарения капли может быть определено из формулы [103]

где р — плотность карбонила, кг/м3; Dp — коэффициент массопроводности газовой смеси, причем Dp = Dpj^-, где Dp — коэффициент

104

Диффузии, отнесенный к разности концентрации паров и жидкости, м2/сек; рк — давление паров на поверхности капли, мм рт. ст.

Следует отметить, что приведенные выше зависимости для процесса испарения капель пентакарбонила железа являются в известной мере приближенными. Однако они позволяют произвести ориентировочный расчет объема зоны испарения диспергированного карбонила в аппарате разложения.

Смешение паров пентакарбонила железа с газом в аппарате разложения. Пары пентакарбонила железа, поступающие вместе с аммиаком в аппарат разложения, смешиваются там с окисью углерода и образуют реакционную газовую смесь. Время, необходимое для образования такой смеси, определяет размеры зоны смешения аппарата. Для первого варианта разложения (подача в аппарат паров карбонила) процесс смешения протекает в какой-то мере параллельно с химическими процессами и завершается на небольшом отрезке высоты аппарата. Для второго варианта разложения (подача в аппарат капельно-жидкого карбонила) процесс смешения происходит на значительно большем отрезке высоты аппарата, так как капли карбонила из форсунки забрасываются сравнительно далеко.

Известно, что смешение газов и паров происходит в результате диффузии мельчайших объемов (микродиффузия) или на границе больших объемов (макродиффузия) [102].

Согласно работам Д. А. Франк-Каменецкого, при микродиффузии происходит смешение молекулярных объемов газов и паров, причем размер таких объемов меньше масштаба турбулентности. Время смешения газов и паров при этом равно:

r = ii, (V-52)

ир

где б — средний размер объемов, м3; Лр — коэффициент диффузии, м21сек. В случае макродиффузии, как это имеет место при поступлении в аппарат разложения паров пентакарбонила железа, размеры объемов больше масштабов турбулент-

105

ности, и смешения будут происходить посредством турбулентной диффузии:

о2

(V-53)

где Лт — коэффициент турбулентного обмена, м21сек.

Следует отметить, что поскольку расчеты процесса смешения газов и паров разработаны далеко недостаточно, определение времени смешения по формулам (V-52) и (V-53) должно рассматриваться как весьма ориентировочное.

Движение частиц карбонильного железа в аппарате разложения. Характер движения частиц карбонильного железа, а следовательно, и время пребывания их в аппарате разложения в значительной мере определяют процесс формирования частиц и свойства получаемого порошка. Однако дать исчерпывающий математический анализ скорости движения частиц в условиях процесса термического разложения Fe(CO)5 весьма затруднительно из-за сложности происходящих здесь явлений. Формирующаяся частица железа движется в аппарате разложения сверху вниз относительно стенок аппарата в потоке реакционного газа. Вместе с тем частица движется в том же направлении относительно окружающего ее газа, осаждаясь под действием силы тяжести. Кроме того, в периферийных зонах аппарата на частицу воздействует противоположно направленная сила сопротивления восходящих конвекционных потоков газа. Возможны также перемещения частиц в аппарате разложения по горизонтали в результате завихрений циркулирующего газа.

Скорость вертикального движения частицы вниз вместе с газовым потоком может быть определена по общей формуле

(V-54)

где Gs — переменная по высоте аппарата величина расхода реакционного газа в условиях процесса, м3/сек;

Dz — диаметр аппарата разложения, м. Скорость осаждения частиц в реакционном газе можно определять следующим образом [103],

106

Вначале находим критерий Архимеда по формуле

Dls (Р-Рсо)

vco Рсо

(V-55)

где р — плотность частицы, кг1м3\ Рсо — плотность газа, кг/м3; vco — кинематическая вязкость газа, м21сек; g — ускорение силы тяжести, м/сек2.

Таблица 17

Критерии Архимеда и Рейнольдса при различных режимах осаждения частиц

Re Характер режима Аг формула числовое значение

По закону Стокса Промежуточный . Автомодельный . . <36 «?84000 >84000 Аг/18 (Л>/13,9)1/м 1,71-Лг1-2 2<Яе<500 500 <#е< 150000

По величине критерия Архимеда из табл. 17 устанавливаем характер режима осаждения частиц и находим критерий Рейнольдса.

Далее определяем скорость осаждения частиц по формуле

" = Ф^°, (V-56)

Refv0S w2 = q>- с -

Да Рс0

где ср — коэффициент формы частиц, равный в нашем случае (сферические частицы) единице; |я — динамическая вязкость газа, спз. Интенсивность конвекционных токов газа в вертикальном цилиндрическом аппарате с нагретыми стенками также поддается расчету.

Пользуясь зависимостью Эккерта и Дрейка [104], мы можем определить толщину пограничного слоя у поверхности, в котором возникают конвекционные токи:

о = 3,93 (^)-0'6 (0,952 + ^)0'25(-^у0'>.28, (V-57)

где б — толщина пограничного слоя, м;

v — кинематическ

страница 27
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

Скачать книгу "Карбонильное железо" (2.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
раскладывающееся офисное кресло
Отличное предложение в КНС на леново купить - поставка по всей России.
хлебница навесная подвесная
курсы по отоплению частного дома в моакве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.07.2017)