Поверхность межфазная в системах

Отмеченная ситуация характерна, например, для процессов гидрокрекинга нефтяных фракций. При этом степень превращения в большей степени зависит от давления, температуры, концентраций компонентов реагирующей системы, и в меньшей — от поверхности межфазного обмена и коэффициентов процессов массопередачи. [c.241]

Гельперин Н. И., С к л о к и н Л. И., А с с м у с М. Г., Определение удельной межфазной поверхности в системах жидкость—жидкость при нормально-логарифмическом распределении капель по размерам методом [c.585]

Характеристика величины и формы поверхности. Межфазные поверхности могут существовать только при наличии в системе жидкой или твердой фазы. Именно они определяют форму и строение поверхностного слоя. Свойства поверхности непосредственно связаны с объемной структурой жидких и твердых гомогенных фаз. [c.260]

ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ, совокупность методов измерения размеров частиц дисперсной фазы (или пор в случае тонкопористых тел). Определяют также дисперсность, или удельную поверхность, дисперсной системы, т.е. отношение общей площади межфазной пов-сти к объему (или массе) дисперсной фазы. Существующие методы Д. а. можно разделить на три группы 1) методы измерения параметров отдельных частиц (линейных размеров, массы и т. п.) с послед, статистич. обработкой результатов большого числа измерений (возможно применение автоматизир. систем) 2) методы, основанные на мех. разделении дисперсной системы на неск. классов по крупности частиц 3) методы, основанные на изучении св-в ансамбля частиц (ансамбля пор). [c.78]

РАСЧЕТ ДИАМЕТРОВ КАПЕЛЬ (ПУЗЫРЬКОВ) И МЕЖФАЗНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ДИСПЕРСНОЙ СИСТЕМЫ [c.148]

Диаметры капель (пузырьков) и межфазная поверхность дисперсной системы являются важными параметрами при расчете массообмена. Определенной функциональной зависимостью диаметры капель (пузырьков) связаны с удельной межфазной поверхностью а, выражаемой в м /м , а также с объемной долей дисперсной фазы Ф , выражаемой в м /м . Эту зависимость на примере системы жидкость-жидкость можно вывести, исходя из приведенных ниже рассуждений. [c.148]

J Несмотря па физическую реальность ПС, вызванного явлениями адсорбции и гетерогенной химической реакции, до последнего времени не было полной уверенности в его существовании. Для определения ПС наиболее часто применялись методы изучения массопередачи в стационарных или квазистационарных условиях, требующие использования правила аддитивности. Учитывая сложность явлений на межфазной поверхности в системах жидкость — жидкость, надежное определение малых значений ПС по правилу аддитивности можно поставить под сомнение. Так, поверхностное сопротивление, обнаруженное в работах [56—58], пе подтвердилось другими [59, 60]. [c.389]

Поверхностное натяжение с определяется как работа W внешних сил над системой, необходимая для увеличения площади А поверхности межфазной границы на единицу в обратимом изотермическом процессе, т. е. а = IV/ АА. Увеличение площади границы фаз требует перемещения этих молекул из объемной фазы в поверхностный слой, что совершается против силы их втягивания F в глубь жидкости, на что и тратится энергия внешних сил. [c.552]

Протекание химической реакции, как правило, сопровождается заметными тепловыми эффектами. Исследование неизотермической массопередачи с химической реакцией первого порядка позволило сделать вывод,о том, что при некотором критическом значении чисел Био и Марангони возможно возникновение на межфазной поверхности температурных градиентов, приводящих к поверхностной конвекции [131]. В частности, определены условия, при которых возможно возникновение нестабильности поверхности в системе хлор — толуол. Хотя анализ содержит ряд допущений (независимость константы скорости реакции и коэффициентов массо- и теплоотдачи от температуры и др.), представляет большой интерес вывод об экстремальной зависимости критического значения числа Марангони от критерия Био. [c.100]

Ковалев Ю. П., Каган С. 3., Межфазная поверхность в системах жидкость— жидкость при механическом перемешивании, сб. Процессы жидкостной экстракции и хемосорбции , Труды П Всесоюзного совещания по жидкостной экстракции и хемосорбции, изд, Химия , 1965, стр. 43. [c.687]

Рассмотрим на рис. 14.5 систему, состоящую из двух фаз а и Р, которые разделены плоской межфазной поверхностью. Эта система включает три части. Части (1) и (2) содержат только гомогенные области фаз а и р, тогда как часть (3) включает всю область гетерогенности. Границы части (3) лежат внутри гомогенных областей фаз а и (3, но в непосредственной близости к поверхностному слою. [c.361]

Поскольку эффективность катодного процесса зависит от высоты поднятия пленки электролита в углеводородную фазу, а форма мениска на твердой поверхности в системе двух несмешивающихся жидкостей оиределяется смачивающей способностью этих жидкостей, представляется возможным изменить межфазное натяжение, а тем самым и форму мениска. Согласно взглядам, развитым академиком Ребиндером, адсорбция углеводородорастворимых поверхностно-акти вных веществ на твердой поверхности может значительно повысить смачивание поверхности металла углеводородом. Поэтому, если ввести в углеводородную фазу поверхностно-активные вещества (ПАВ), можно в предельном случае так повысить избирательную смачиваемость электрода углеводородом, что не будет вогнутого мениска и пленки электролита в углеводородной фазе. В качестве ПАВ нами были изучены анионоактивное вещество олеат магния и катионоактивное — соль дициклогексиламина. В согласии с теоретическими предсказаниями в присутствии этих ПАВ ток, генерирующийся в зоне мениска, резко падал, и при 0,1% ПАВ катодные кривые получались такими же, как и в объеме электролита, т. е. вогнутый мениск исчезал. Результаты, полученные при изучении электрохимической кинетики, хорошо согласовались с непосредственными коррозионными опытами. Изменяя с помощью ингибиторов смачиваемость металла углеводородом (топливом ТС-1), нам удалось подавить коррозионный процесс и добиться 90%-ной защиты (табл. 9,13). [c.307]

МЕЖФАЗНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ В СИСТЕМАХ ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОМ ПЕРЕМЕШИВАНИИ [c.43]

Разработана (138] методика, определения межфазной поверхности в системах жидкость—жидкость с использованием лазера. Это позволяет проводить" измерения при строго монохроматическом пучке света, что повышает точность надежность опытных данных. [c.92]

Столь значительное сокращение площади поверхности межфазного контакта в высокодисперсной системе, по-видимому, возможно лишь при условии качественных изменений во взаимодействии жидкости и полимера при термообработке. Какова же природа этих изменений [c.69]

До термообработки разрыхленная структура полимерной пленки, имеющая высокоразвитую межфазную поверхность, была относительно стабильна в жидкой среде. Стабильность структуры пленки, деформированной в физически активной жидкости, обусловлена адсорбцией молекул жидкости на поверхности полимера, существенно снижающей межфазное натяжение в двухфазной системе. Повышение температуры, как известно, также снижает поверхностное натяжение жидкостей и твердых тел, причем взаимодействие жидкости и полимера на межфазной границе не претерпевает существенных изменений, о чем свидетельствует отсутствие температурной зависимости краевого угла смачивания фторполимеров н-алканами [90]. Улучшение смачиваемости фторполимеров н-алканами при температуре, близкой к температуре кипения жидкости, может рассматриваться как кос ренное доказательство энергетической невыгодности процесса сокращения поверхности межфазного контакта в системе полимер - жидкость при нагревании до температуры капсулирования. [c.70]

Итак, для аналитического определения составов фаз и температуры на межфазной поверхности получена система уравнений [c.52]

Скорость Процесса в уравнении (4.133) — это изменение удельной межфазной поверхности дисперсной системы во времени, которое, как указывалось выше, характеризует эту реакцию . [c.104]

В предыдущих главах рассмотрены условия, необходимые и достаточные для создания наибольшей текучести дисперсных систем. Эти условия достигаются во-первых, воздействием механических нагрузок, вызывающих частичное или полное разрушение коагуляционных структур, во-вторых, применением в сочетании с механическими воздействиями добавок ПАВ, адсорбционный слой которых на поверхности частиц создает структурно-механический барьер, препятствующий коагуляции частиц при динамических воздействиях. Достижению максимальной текучести (наименьшей эффективной вязкости) соответствует и максимальная действующая ( активная ) межфаз-ная поверхность полностью дезагрегированной системы. Поскольку скорости гетерогенных процессов возрастают пропорционально удельной межфазной поверхности дисперсной-системы 5уд, достижение предельного разрушения структуры, самопроизвольно возникающей в высокодисперсных системах при характерном размере частиц >о< )о,кр, начиная с которого в дисперсной системе имеет место агрегирование, представляет главное условие ускорения таких процессов. Только в условиях предельного разрушения структуры возможно устранение диффузионных препятствий на межфазной границе, ограничивающих максимальную скорость процессов, осуществляемых под, диффузионным контролем. [c.122]

Вероятность проникновения турбулентных вихрей к подвижной границе раздела, несомненно, должна возрастать с уменьшением поверхностного натяжения этой границы. Поэтому в системах с достаточно малым поверхностным натяжением не исключена возможность турбулизации слоев, непосредственно прилегающих к межфазной поверхности, особенно в случае противотока газа. [c.183]

Кюнне [11б] подробно исследовал гидравлику противоточных колонн с насадкой из орошаемых пластин. Опыты были проведены при комнатной температуре и атмосферном давлении с применением системы воздух—вода. Кюнне приводит методику измерений и предлагает метод расчета гидравлического сопротивления и верхней предельной нагрузки по газовой фазе. Один из методов экспериментального определения площади межфазной поверхности в системе газ—жидкость для пленочных колонн предложен Антоновым с сотр. [11 з]. [c.49]

Рис. VII1-1. Изменение концентраций на межфазной поверхности в системе твердое тело — жидкость.

Удельная межфазная поверхность полидгсперсной системы газовых пузырей определяется свойствами жидкости и газа и их приведенными скоростями и не зависит от конструкции барботера. Влияние последней на газосодержание, а следовательно, и на удельную поверхность контакта фаз проявляется только при малых высотах барботажного слоя, например на ситчатых тарелках массообменных аппаратов, где высота расширяющейся струи газа соизмерима с общей высотой слоя динамической пены. Влияние свойств газа и жидкости на величину а при массовом барботаже очень сложно, доказательством чего могут, например, служить результаты исследований удельной межфазной поверхности в бар-ботажном реакторе, секционированном ситчатыми тарелками [14]. Эти опыты показали, что при приблизительно одинаковых физических свойствах жидкостей (вязкости, поверхностном натяжении и плотности) величина а для растворов электролитов оказалась значительно выше, чем для недиссоциированных жидкостей. Различие значений а наблюдалось и для разных растворов электролитов при постоянстве указанных физических свойств жидкостей. [c.19]

Некоторые исследователи определяли межфазную поверхность в системах с аппаратами диаметром до 0,45 м методом светорассеяния. Кальдербанк [15], проводя эксперименты с турбин-ньпш и лопастными мешалками, получил выражения для межфаз-Бой поверхности в единице объема жидкости при Фд,= 0—0,2 [c.172]

Условия образования суспензий в аппаратах с мешалками. 139 Условия образования эмульсий в аппаратах с мешалками. . 144 Расчет диаметров капель (пузырьков) и межфазной поверхности дисперсно11 системы..............................148 [c.381]

Чтобы различать эффекты массопередачи вещества в зависимости от ианравления в системах, где daJd < О, направление массопередачи из тонкой пленки принимают положительным, а в тонкую пленку — отрицательным. При положительном направлении массопередача системы стремится сохранить существующую поверхность раздела фаз. Такую систему называют консервативной. При отрицательном нанравлении массопередачи появляется тенденция к разрыву существующей межфазной поверхности. Такая система называется радикальной. В. общем случае радикальная система стремится иметь большую межфазную поверхность, но при некоторых условиях проявляется противоположная тенденция. Очевидно в тех системах, где daJd >-0, все рассмотренные выше эффекты будут обратными. Влияние эффекта Марангони на межфазную поверхность и тем самым на характеристику гассообменной аппаратуры гораздо подробнее и шире изучено для дистилляции [63—66], чем для экстракции [63, 67, 68]. Тем не менее, все явления, имеющие место при дистилляции. аналогичны явлениям при экстракции. Их взаимосвязь будет рассмотрена в последующих разделах. [c.249]

В табл. 6.5 показано влияние массопередачи на коалесценцию единичных капель (эквивалентный диаметр - 5 мм) на межфазной поверхности в системе вода — диэтилкарбонат в псевдостационар-ных условиях [57, 69], Подобные эффекты также наблюдаются при межкапельной коалесценции. [c.250]

Удельная площадь межфазной поверхности полидисперсной системы газовых пузырей определяется свойствами жидкости и газа, их скоростями и практически не зависит от вида газораспределителя. Влияние конструкции барботера на газосодержание и на удельную площадь поверхности контакта фаз проявляется только при малых высотах барботажного слоя, например на ситчатых тарелках массообменных аппаратов, где высота расщиряющейся струи газа соизмерима с общей высотой газо-жидкостного слоя. [c.515]

Рассмотрим случай относителыпо низкой копцеигра-ции полимера во второй фазе, который уже кратко обсуждался ранее. Пространственный остов обладает высокоразвитой поверхностью, и система будет стремиться к уменьшению свободной энергии. Поскольку вязкость второй фазы в рассмотренном здесь случае относительно невелика, происходит -полный распад пространственного остова на отдельные фрагменты и наступает как бы обращение эмульсии. Легко сливающиеся частицы первой фазы оказьшаются дисперсионной средой, а диспергированные частицы второй фазы после разрушения непрерывного остова превращаются первоначально в сферические частицы в силу наличия хотя и небольшого, но конечного межфазного натяжения, а затем иод действием гидростатических сил и в результате коалесценции образуют сплошной слой. [c.177]

Как следует из изложенного выше, аффект марангони должен оказывать значительное влияние на гидродинамику процессов мас-сопереноса в системах с контактирующими фазами, как сохраняющих, так и не сохраняощих форму межфазной поверхности. В системах первого типа этот эффект поддерживает устойчивость пленок в колоннах с орошаемыми стенками и с плотно упакованными насадками, а также опреде.чявт степень сжатия пленок, если стенки орошаются не полностью. В системах второго типа он вш яет на процесс ко-алесценции капель и пузырей, а также на распад жвдюгх струй. В [c.201]

Таким образом, должен существовать некий термодинамический фактор, обусловливающий самопроизвольное восстановление размеров полимера, деформированного в адсорбционноактивной среде. Таким фактором, очевидно, является избыток межфазной поверхности, который система приобретает в результате деформации, поскольку полимер диспергируется на агрегаты коллоидных размеров. [c.45]

Гетерогенность (точнее—микрогетер еенность) коллоидных систем (золей, суспензий, эмульсий),, т. е. их многофазность и наличие в них огромной межфазной поверхности раздела, является, наряду со специфической степенью дисперсности, важнейшим признаком этих систем, качественно отличающим их от молекулярных растворов. Именно гетерогенность обусловливает проявление в коллоидах таких качественно новых свойств, изучение которых имеет исключительно большое значение как теоретическое, например в понимании своеобразной структуры золей и их заряда, так и практическое, например в разнообразных каталитических и адсорбционных технологических процессах. Свойства эти связаны с наличием в дисперсных системах—золях, суспензиях и эмульсиях—значительного запаса особого вида энергии—так называемой свободной поверхностной энергии Р, выражаемой произведением двух сомножителей поверхностного натяжения о, как фактора интенсивности, и величины общей поверхности 5 системы, как фактора емкости (экстенсивности) [c.60]

Количество вещества на поверхности эмульсии 5аоГт равно разности между количествами ПАВ в непрерывной фазе (СнУн) и в объеме фазы после эмульгирования (СоК ). (Здесь 5оо — максимальная поверхность (межфазная) эмульсии С и Со — концентрации ПАВ в объеме непрерывной фазы (У ) до эмульгирования и после.) Принимают, что система подчиняется правилу Банкрофта (ПАВ растворимо в непрерывной фазе). Тогда [c.192]

Для определения величин межфазной поверхности в системах жидкость — жидкость широкое распространение получили методы светопросвечивания [115, 116, 132—138] и седиментации [139—142]. [c.90]

Кинетика гетерогенных процессов обмена в сложных случаях определяется скоростями протекания целого комплекса микро- и макроскопических процессов. При этом полное и точное математическое описание всех этих процессов приводит к громоздким системам дифференциальных и интегро-дифференциальных уравнений, решение которых с необходимой точностью не всегда удается получить не только аналитически, но даже численными методами. Трудности полного математического описания кинетики гетерогенных процессов являются причиной широкого распространения методов формальной кинетики. Кинетические уравнения, в состав которых входят эмпирические константы, удовлетворительно описывают кинетику процессов, как правило, только для отдельных элементов общей поверхности межфазного контакта для отдельного зерна катализатора, для единичного элемента диспергированного адсорбента и т. д. С другой стороны, расчет технологических процессов требует анализа кинетики гетерогенного обмена для всей поверхности межфазного контакта с учетом реальных условий протекания процесса в конкретном аппарате или реакторе. Методам статистической макрокинетики, т. е. методам описания кинетики гетерогенных процессов в таких макроскопических условиях реальных аппаратов и реакторов, которые не могут быть описаны только детерминированными соотношениями и требуют использования статистических подходов, посвящена третья глава книги. В качестве гидродинамического введения к развиваемым в этой главе методам статистического описания и моделирования широкого класса процессов массопереноса в условиях интенсивного перемешивания рассматриваются некоторые результаты исследования двухфазной турбулентности в псевдоон<иженном слое, стохастический характер которой приводит к ряду типичных нелинейных эффектов, [c.10]

Кинетика гетерогенных процессов обмена в общем случае определяется скоростяхми протекания целого комплекса микро-и макроскопических процессов скоростями химических реакций, интенсивностью адсорбционно-десорбционных процессов, скоростью диффузии реагентов в гидродинамическом пограничном слое и т.д. Полное и точное математическое описание всех этих процессов приводит к громоздким системам дифференциальных и интегро-дифференциальных уравнений, решение которых с необходимой точностью не всегда удается получить не только аналитически, но даже численными методами. Трудности полного математического описания кинетики гетерогенных процессов являются причиной широкого распространения методов формальной кинетики, в которой используются линейные или нелинейные кинетические дифференциальные уравнения, в состав которых входят константы, определяемые в результате обработки экспериментальных данных. Такие кинетические уравнения удовлетворительно описывают кинетику процессов обычно только для отдельных элементов общей поверхности межфазного контакта для отдельного зерна катализатора, для единичного элемента диспергированного адсорбента и т. д. С другой стороны, расчет технологических процессов требует анализа кинетики гетерогенного обмена для всей поверхности межфазного контакта, с учетом реальных условий протекания процесса в конкретном аппарате или реакторе. На практике в большинстве случаев условия протекания гетерогенного обмена неодинаковы в различных частях общей поверхности межфазного контакта и могут различным образом изменяться во времени. Причинами этого являются застойные зоны, флуктуации скоростей относительного движения фаз, пузыри и каналообразованне в реакторах с кипящим слоем и т. д. Таким образом, даже если в распоряжении исследователя имеется адекватное математическое описание кинетики процесса для отдельного элемента поверхности межфазного контакта, переход к описанию кинетики исследуемого процесса на всей поверхности межфазного контакта в условиях реального промышленного аппарата может оказаться достаточно сложным вследствие того, что многие физические процессы, влияющие на функционирование реальных аппаратов, имеют стохастическую природу. [c.197]

Наличие межфазной сетки валентных связей в большинстве случаев исключает возможность снижения прочности адгезионных соединений под действием активных сред. Об этом свидетельствуют данные [320], полученные при исследовании эластомеров в опыте, когда адгезив был модифицирован резорцинофенодоформальдегидным олигомером ФР-12 с целью реализации обменного взаимодействия через границу раздела фаз (табл. 5). Аналогичные результаты получены при окислении полимерных субстратов [314, 315, 321] либо при кислотной [322, 323] или сульфидной [324] обработке металлов, обусловливающей генерирование функциональных групп, обеспечивающих образование межфазных ковалентных связей. Так, обработка титана неорганическими продуктами, приводящая к наличию двух уровней поверхностной энергии субстрата (до 50 и более 72,8 мН/м), обусловливает существенное различие водостойкости его адгезионных соединений [317]. Как следует из рис. 26, для относительно низкоэнергетической поверхности прочность системы в воде не менее чем в [c.75]

Для выяснения физического смысла коэффициента К определим из уравнения (4.139) скорость диспергирования в начальный момент времени dSjdt t Q = KSq. Из этого соотношения следует, что постоянный коэффициент К равен относительному изменению межфазной поверхности дисперсной системы за единицу времени М (при 0), т. е. К = lim(AS/S)/A . [c.106]

В последние годы был сделан ряд успешньк попыток по ускорению экстрагирования биологически активных веществ из растительного сырья с помощью электроимпульсных разрядов. В результате искрового разряда в жидкости образуются плазменные каверны, расширяясь, они достигают максимального объема и захлопываются. При этом за короткий промежуток времени в малом пространстве выделяется больщое количество энергии и происходит микроразрыв клеточных структур растений. Ускорение процесса экстракции в этом случае о ясняется увеличением межфазной поверхности в системе твердое тело — жидкость в результате увеличения количества разрушенных клеток, изменения гидродинамики среды, частоты импульсов. Электрические разряды создают условия для очень быстрого течения внутренней молекулярной диффузии. Эти условия возникают при создании в среде ударной волны высокой амплитуды, которая, распространяясь с большой скоростью, обусловливает интенсивное внедрение экстрагента внутрь клеток. При этом молекулярный перенос вещества заменяется на конвективный. [c.106]

Наибольщее распространение в литературе получила модель обновления поверхности, предложенная Кишиневским [16, 17] и Данквертсом [18]. В основе этой модели лежит представление о непрерывной замене элементов жидкости (или газа), прилегающих к межфазной поверхности, новыми элементами, поступающими на поверхность вследствие турбулентного перемешивания. В течение промежутков времени, когда элемент пребывает на поверхности, процесс массопередачн описывается, как и в теории Хигби, уравнением нестационарной диффузии в полубесконечной неподвижной" среде. Для характеристики интенсивности обновления вводится понятие среднего временл пребывания элементов жидкости на поверхности Дт. Первоначально такая картина была предложена -для описания массообмена в системах жидкость — газ, однако в дальнейшем ее стали использовать и для описания других систем, в частности систем жидкость — твердая стенка [19]. [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология