Условие задачи
Чистый водород получают диффузией этого газа через палладий при повышенных температурах. Определить массовую (в молях за час) и объемную (в литрах за минуту) производительность палладиевой мембраны радиусом R0 = 10 см и толщиной δ = 0,1 мм,
если давления водорода по обе стороны от мембраны р1 = 5 атм и р2 = 1 атм. Рабочая температура палладиевого диффузора Т1 = 527°С, коэффициент диффузии водорода через палладий при этой температуре D = 3⋅10─7 м2/с. Температура чистого водорода, выходящего из диффузора, Т2 = 27°С. Считать водород идеальным газом.
Ответ
Производительность палладиевой мембраны или диффузионный поток водорода равны: J = jS, где j плотность диффузионного потока, которая по закону Фика равна:
Перейдем от концентраций к давлениям:
