где Т —
температура, р — давление, Л/, и Мг —
молярные массы газов 1 и 2; <rt и сг2— диаметры
молекул газов 1 и 2, нм; к — коэффициент, зависящий от размерности
величин.
При постоянной температуре
коэффициент диффузии изменяется обратно пропорционально общему
давлению смеси или сумме концентраций компонентов смеси. Рост температуры
вызывает увеличение коэффициента диффузии пропорционально t в степени 3/2 (при постоянном давлении) или
t в степени 1/2 (при постоянном
количестве газа в единице объема). Замеры показывают, что в реальных
смесях при постоянном давлении коэффициент диффузии пропорционален г™, где
m = 1,5*2,0.
Кроме того, при движении газа,
обтекающего частицы железорудного материала, происходит
конвективная диффузия. которая обусловлена разной плотностью в
отдельных участках системы. Такая диффузия наблюдается только в
подвижной среде. Для нее скорость значительно зависит от
характера движения потока, которое может быть ламинарным и
турбулентным.
При ламинарном режиме
отдельные струи газа перемещаются параллельно твердой поверхности, и
перенос диффундирующего вещества из среды к поверхности твердого тела
и обратно (перпендикулярно потоку газа) осуществляется молярной
диффузией. Турбулентный режим характеризуется беспорядочным движением
небольших макрообъемов газа, скорость которых непрерывно меняется по
величине и направлению. Концентрация вещества в объеме в результате
перемешивания сравнительно быстро выравнивается, но у твердой
поверхности всегда имеется малоподвижный тонкий слой, где сохраняются
ламинарный режим и градиент концентрации газа. Этот пограничный
или диффузионный слой создает наибольшее сопротивление
переносу газа, так как в нем протекает сравнительно медленная
молекулярная диффузия. Следовательно, перенос определяется переходом
газа через эту пленку, а наблюдаемая скорость диффузии (или диффузионный
поток /) уравнением
1 » D(C, - Сг)/1. (52)
Уравнение (52) получают из
выражения (5) при условии, Что толщина пограничного слоя /, концентрации
на границах
55
