ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетическое уравнение как динамическая модель поведения дисперсной среды из "Обезвоживание и обессоливание нефтей" Теорию процессов, связанных с переходом в состояние равновесия, называют кинетической 1100], а соответствующие ей уравнения— кинетическими. Следуя этому определению, кинетическими уравнениями для эмульсий называют уравнения, отражающие изменение во времени и пространстве концентрации и распределения по размерам капель эмульгированной жидкости. [c.81] Здесь и далее рассматривается только парное взаимодействие частиц. [c.81] Подобные системы реализуются во многих технологических звеньях процессов подготовки нефти, таких, как предварительное укрупнение в каплеобразователях [101], коалесценция при гравитационном отстое в электрическом поле и без него, коалесценция в процессе смешения в условиях сильной турбулизации потока и др. [c.82] Впервые уравнения подобного типа для описания поведения во времени коагулирующей дисперсной системы были рассмотрены Смолуховским. Он моделировал дисперсную систему, состоящую из сферических коллоидных частиц. Под действием броуновской диффузии эти частицы могут сталкиваться и слипаться (коагулировать), что приводит к изменению во времени их размеров и числа. Смолуховский рассмотрел дискретный аналог уравнения (5.8). Впоследствии этим уравнением занимались многие исследователи. Достаточно полные обзоры по общим и частым методам его решения можно найти в работе [102]. [c.82] Имеющиеся в литературе результаты относятся к исследованиям поведения коллоидных и аэрозольных дисперсий. Нас же интересуют дисперсные системы типа жидкость — жидкость, поведение которых может существенно отличаться от поведения аэрозольных и коллоидных систем вследствие различной подвижности частиц в этих системах, обусловливаемой вязкостными свойствами непрерывных фаз, разностью плотностей фаз и размерами частиц. Если коллоидные системы обладают полидисперсностью второго порядка (размер их частиц 10 — 10 см), то полидисперсность водонефтяных эмульсий на два порядка выше (10- —10 см). [c.82] Отсюда видно, что это равенство справедливо при любых V только при выполнении условия симметрии для функции К (V, ). Нарушение этого условия приводит к нарушению материального баланса в системе и эквивалентно введению в кинетическое уравнение источников или стоков для частиц различных размеров, интенсивность которых пропорциональна концентрации частиц и зависит от степени и вида не-симметрии. [c.83] В плоскости V, со (рис. 5.1) осью симметрии для /С (У, (о) будет прямая 0,1, проходящая под углом 45° к осям координат. В сечениях, перпендикулярных оси симметрии, К (У, со) будет одномерной симметричной функцией. Если она в этом сечении не тождественная константа, то в точке У=ю, находящейся на оси симметрии, он имеет экстремальное значение. На рис. 5.1 условно изображены несколько сечений и показана функция К (V, со), достигающая максимального значения на оси симметрии. [c.83] Функции, для которых это условие справедливо, называются однородными функциями со степенью однородности т]. [c.83] Вдоль любого луча, проведенного из начала координат плоскости V, со [например, вдоль (0,1) (0,2), (0,2 ) на рис. 5.1], К V, со) — монотонная функция одной переменной со скоростью роста Уч. Поскольку при одновременном уменьшении У и ш функция К (У, со), исходя из физических соображений, не должна неограниченно возрастать, то т] 0. [c.84] Функция К (У, со) в общем случае определяется механизмом сближения и последующей коалесценцией капель, которая зависит от свойств их поверхностей. Мы будем рассматривать только транспортные модели коалесценции, т. е. модели, учитывающие только процессы сближения капель. [c.84] Различают два основных механизма сближения частиц дисперсной среды за счет разности абсолютных скоростей их движения, или конвективный (градиентный) механизм сближения за счет диффузии частиц, или диффузионный механизм сближения. Оба эти механизма еще усложняются различными силовыми взаимодействиями между частицами, которые обусловливаются гидродинамикой выдавливания разделяющей их пленки сплошной фазы, свободными или наведенными зарядами на частицах, внешним электрическим полем и др. Рассмотрим эти механизмы более подробно с целью получения соответствующих им ядер коалесценции. [c.84] Вернуться к основной статье