Гидродинамика растворов

Изложение гидродинамики растворов полимеров выходит за пределы настоящей книги, так что мы ограничимся приведением основных конечных результатов существующих теорий. Первая теория характеристической вязкости растворов полимеров, предложенная В. Куном основывалась на применении к этому случаю известного уравнения Эйнштейна [c.306]

Теперь перейдем от вопросов теории гидродинамических свойств отдельных молекул к рассмотрению некоторых экспериментальных методов, с помощью которых изучают гидродинамику растворов макромолекул. При применении каждого из этих методов возникает ряд проблем. Необходимо связать экспериментально полученные параметры раствора как целого с движением отдельных невидимых молекул, а также учесть влияние любой гетерогенности макромолекул на усредненные свойства всей системы. При этом не следует забывать о межмолекулярных взаимодействиях, возникающих при достаточно высоких концентрациях растворов. [c.205]

Уменьшение вязкости при увеличении температуры широко используется, но имеет предел, связанный со свойствами жидкости и пропитываемых систем. Для однородной жидкости ее вязкость от каких-либо воздействий существенно не изменяется. В неоднородных и неньютоновских жидкостях на вязкость могут повлиять электрические и гидродинамические явления. Вязкость полимеров (расплавов, растворов) может уменьшаться также в результате деструкции. Казалось бы, что наиболее простым является влияние на гидродинамику фильтрационного потока. Поскольку толщина пограничного слоя в колеблющихся потоках уменьшается с ростом частоты по закону [c.127]

Вывод первого закона Фика на основе гидродинамики. Если осмотическое давление принять в качестве движущей силы, то можно прийти к уравнению Фика. Сила, действующая иа растворенную частицу в разбавленном растворе, может быть выражена уравнением [c.194]

При проведении эксперимента измеряется молярная вязкость — макроскопическая величина. Она имеет смысл для внутреннего трения слоев жидкости. Экспериментальные данные показывают, что уравнения броуновского движения, полученные на основании классической гидродинамики, оказываются применимыми к частицам, размеры которых превышают размеры молекул растворителя в 3—5 раз. В общем случае молекулярная (микроскопическая) вязкость не равна молярной. По мере уменьшения относительных размеров молекул растворенного вещества, вследствие наличия свободных пространств в жидкости часть времени движение будет происходить без трения, а значит, эффективное значение вязкости должно уменьшаться. На вязкость растворов оказывает существенное влияние сольватация молекул растворителем. [c.53]

При деформации поверхности растворов поверхностно-активных веществ происходит перераспределение концентрации в адсорбционном слое, и поверхностное натяжение оказывается уже не одинаковым по всей поверхности. Локальные повышения и уменьшения поверхностной концентрации определяются подвижностью тех же молекул в объеме (диффузия в объеме), скоростью, с которой они переходят из объема на поверхность и обратно, и энергией взаимодействия молекул в адсорбционном слое. Эти эффекты, которые теория Рэлея не принимает в расчет, подробно проанализированы в книге Физико-химическая гидродинамика [7 ]. [c.122]

Однако на основе законов гидродинамики было установлено, что в водных растворах толщина пограничного слоя, в котором скорость потока меняется от нуля до максимальной, примерно в 10 раз больше, чем толщина диффузионного слоя, в котором концентрация меняется от максимального значения на поверхности электрода до некоторого среднего значения в объеме раствора. В отличие от представлений Нернста в действительности наблюдается плавный переход концентрации и скорости от нулевого значения на поверхности до максимального в объеме раствора. Можно представить себе эквивалентный реальному слой Нернста толщиной 6н, через который к поверхности электрода проходит за единицу времени столько же вещества, сколько и через реальный диффузионный слой (рис. Б.ЗЗ). [c.336]

Интерпретация результатов, полученных этими методами, сильно осложняется, когда в растворе находятся не компактные частицы, а рыхлые клубки гибких молекулярных цепей. Если молекулы компактны, их взаимодействие невелико и влияние его становится заметным лишь при высоких концентрациях. При исследовании компактных структур результаты легко экстраполировать до нулевой концентрации. При исследовании рыхлых клубкообразных структур возникают осложнения, вызываемые взаимодействием макромолекул и гидродинамикой их оседания. В этом случае скорость седиментации так быстро изменяется с повышением концентрации, что экстраполяция может повести к существенным ошибкам. [c.457]

Долгое время высокую вязкость растворов высокомолекулярных соединений объясняли большой сольватацией макромолекул. Однако впоследствии, в связи с обнаружением сравнительно незначительной сольватации макромолекул, пришли к убеждению, что отклонения вязкости растворов высокомолекулярных соединений от законов, которым подчиняются растворы низкомолекулярных веществ, следует объяснить особенностями гидродинамики систем, содержащих вытянутые и гибкие макромолекулы и наличием в них ассоциатов и легко разрушаемых структур. [c.459]

Наконец, в явлениях массопереноса необходимо учитывать конвекцию, т. е. перенос вещества вместе с потоком движущейся жидкости. Этот механизм переноса можно создать искусственно, применяя размешивание, но он может возникнуть и в естественных условиях, так как изменение концентрации приводит к изменению плотности раствора и возникновению потоков жидкости. Изменение плотности происходит также тогда, когда протекание реакции сопровождается выделением тепла и разогреванием приэлектродного слоя. При образовании газообразных продуктов размешивание раствора вызывают пузырьки газа, отрывающиеся от поверхности электрода. Конвекция не может устранить диффузию, так как, согласно законам гидродинамики, при приближении к поверхности электрода скорость движения жидкости падает и, с другой стороны, одновременно возрастает градиент концентрации. Поэтому всевозрастающую роль начинает играть перенос вещества диффузией. [c.148]

Эластичность расплавов и растворов полимеров оказывает влияние на течение и определяет отличия реологического поведения полимеров от гидродинамики простых жидкостей. Можно отметить как основные следующие формы проявления эластичности при течении полимеров. [c.169]

Это и было сделано В. Г. Левичем и А. Н. Фрумкиным. На основе принципов гидродинамики они дали общее решение вопроса переноса вещества к электроду в размешиваемых растворах. [c.278]

Пользуясь приведенными представлениями о движении жидкости, В. Г. Левич решил задачу для случая, когда катионы восстанавливаются именно на таком диске — катоде. При этом оказалось, что весь граничный слой раствора по концентрации может быть разбит на две области. В первой, простирающейся от катода в глубь раствора на расстояние б, концентрация меняется от Ск на электроде до Со. Как видно, этот слой (диффузный) значительно меньше толщины слоя бо, в котором меняется скорость движения жидкости относительно электрода, а концентрация не меняется и равна Со. Такое распределение концентраций в растворе очевидно, но В. Г. Левич его не постулирует, а приходит к нему на основании анализа законов гидродинамики и диффузии. Конечным выводом его теории явилось следующее уравнение для предельного тока [c.279]

Вращающийся дисковый электрод широко используют при изучении кинетики электрохимических реакций, для исследования процессов электроосаждения и коррозии металлов, в аналитических целях. Так как все участки поверхности вращающегося диска одинаково доступны для диффузионных процессов, такое устройство выгодно отличается от других гидродинамических систем с принудительной конвекцией. Кроме того, существенно упрощается рассмотрение процессов массопереноса к поверхности испытуемого электрода. При быстром вращении дискового электрода вокруг оси жидкость, соприкасающаяся с центральными частями диска, отбрасывается центробежной силой к его краям. Вследствие этого около центра диска создается разрежение, и струя жидкости направляется из объема раствора к центру диска. Таким образом, точкой набегания струи жидкости становится центр диска. По мере удаления от центра диска возрастает линейная скорость движения жидкости. В соответствии с гидродинамикой при ламинарном режиме перемешивания у поверхности вращающегося диска образуется граничный слой постоянной толщины бгр с монотонным изменением скорости движения жидкости. Чем ближе к поверхности диска, тем меньше скорость потока и тем большее значение приобретает диффузия в подводе либо отводе продуктов реакции. В конечном итоге распределение концентрации реагирующих веществ у поверхности вращающегося диска обусловлено диффузией в потоке жидкости. Эта особенность становится понятной, если иметь в виду, что в случае непо- [c.74]

ГИДРОДИНАМИКА ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ РАСТВОРАМИ ХИМРЕАГЕНТОВ И РАСТВОРИТЕЛЯМИ [c.175]

Основные исследования в области гидродинамики физико-химического заводнения. В наиболее общей постановке задачи фронтального вытеснения нефти растворами активных примесей и их оторочками описываются сильно нелинейными системами дифференциальных уравнений с разрывными граничными условиями. Поэтому большинство исследований в зтом направлении базируется на анализе результатов численного моделирования -задачи фронтального вытеснения численно решаются на ЭВМ с использованием конечно-разностных схем [37, 42—45, 58-60, 63 и др.]. [c.177]

Наиболее часто встречается в практике метод нанесения водных растворов и дисперсий ингибиторов на поверхность бумаги-основы вращающимся и частично погруженным в рабочие растворы валиком или системой валиков. Основными характеристиками работы вали-ковых узлов нанесения ингибиторов, определяющими качество антикоррозионной бумаги и, прежде всего, ее антикоррозионные свойства, являются возможность достижения максимального введения ингибитора в бумагу-основу, равномерного его распределения по поверхности бумажного полотна и легкого регулирования количества и качества нанесенного слоя ингибитора применительно к различным бумагам-основам. На конечный результат процесса оказывают влияние две группы факторов первая связана с работой узла нанесения и свойствами пропиточного раствора, определяющими гидродинамику нанесения, вторая — с качеством бумаги-основы, определяющим кинетику процесса пропитки. [c.144]

Богатырева С. В. Исследование механизма взаимодействия растворов трилона Б с поверхностью стали 20 К. В сб. Труды Московского ордена Ленина энергетического института. Взаимодействие материалов с водным теплоно сителем и гидродинамика в парообразующих установках, [c.171]

Массоперенос. Исследованиями в области гидродинамики было показано [9], что уравнение, которое описывает перенос вещества в растворе к плоской поверхности, контактирующей с этим раствором, имеет вид (2.4) [c.41]

Для установления общих закономерностей, связывающих строение полимеров с их свойствами, предполагается проведение глубоких исследований кинетики и механизма полиреакций (полиспироциклизации, поли-этерификацин, полимеризации), изучение термодинамики процессов синтеза и деструкции полимеров изучение молекулярно-весового распределения, гидродинамики растворов полимеров, создание физических теорий, а также поиски эмпирических и полуэмпирических соотношений, позволяющих рассчитывать свойства (механические и физические) полимеров, исходя только из химического строения повторяющегося звена полимера. [c.15]

Эти особенности позволяют, при изучении гидродинамики растворов жесткоцепных полимеров (вязкости, седиментации, диффузии), интерпре- [c.143]

Как показано в [110], теория Эдвардса — Фрида для гидродинамики растворов полимеров представляет собой теорию эффективной среды. Гидродинамические взаимодействия, внутри данной цепи определяются гидродинамическими свойствами усредненного раствора, содержащего растворитель и остальные цепи. Тензор Озеена (IV.8) представляет собой фундаментальное решение уравнений Навье — Стокса для подобного раствора. Эта теория справедлива в предположении, что движение разных цепей некоррелировано. Поэтому она, строго говоря, неприменима при наличии зацеплений (см. раздел IV.3). [c.87]

Преимущество рассматриваемого типа абсорбера перед колонной с орошаемой стенкой заключается в том, что путь поверхности жидкости здесь достаточно короток, чтобы волнообразование отсутствовало без всякого специального добавления поверхностно-активных веществ. В то же время концевые эффекты малы, поскольку они ограничены лишь опорным стержнем и не оказывают воздействия на течение жидкости по основной поверхности. Анализ экспериментальных результатов достаточно прост, если растворяемый газ не взаимодействует в растворе (как рассмотрено выше) или вступает в мгновенную реакцию псевдопервого или псевдо-т-огр порядка [см. уравнение (111,17) или раздел П1-3-5], вследствие чего скорость абсорбции одинакова во всех точках поверхности. В других случаях анализ скорости абсорбции затруднен из-за сравнительной сложности гидродинамики потока по шаровой поверхности. Приближенное решение для умеренно быстрой реакции первого порядка было получено Дж. Астарита [c.87]

В данной работе реакцией присоединения к фуллерену ветвей поли-N-винилпирролидона (ПВП) (степень полимеризации п=40 и 70) через концевую аминогруппу были получены звездообразные водорастворимые производные фуллерена Сбо с различным числом ветвей. Ковалентное связывание ПВП с фуллереновым ядром было подтверждено соответствующими изменениями УФ спектров и спектров фотолюминесценции. Двух- и четырехлучевые образцы ПВП-Сбо, содержащие 7.4 и 2 вес. % фуллерена, были охарактеризованы методами молекулярной гидродинамики, оценены их молекулярные массы ММ и гидродинамические размеры в водных растворах. Было установлено, что в сравнении с образцами ПВП линейного строения той же ММ, не содержащими фуллерена, образцы ПВП-Сбо обладают более компактными размерами и большей трансляционной подвижностью, что может быть немаловажным фактором для мембрано-нроникающих способностей новых производных Сб . [c.90]

В цикле исследований, выполненных в Институте проблем механики АН СССР [19, 24, 25, 27, 29 и др.], построены новые математические модели процессов подземной физико-химической гидродинамики, учитывающие влияние закачиваемого реагента на пористость, взаимодействие с породой (в том числе и массообмен с поровым скелетом), непостоянство суммарного потока фаз и др. Важным этапом в изучении этих проблем явилось рассмотрение процессов вытеснения раствором двух и более примесей, в решениях которых содержатся скачки концентраций. Кроме того, в этих работах исследована капиллярная пропитка пористой среды в изотермических и неизотермических условиях, структура разрьша концентрации и насыщенности в решении задачи фронтального вытеснения. [c.178]

Опытные значения х, полученные Иосида и Миура [114] в шариковой колонне при абсорбции СО, растворами NaOH и КОН, хорошо совпадают с рассчитанными по формуле (П-85). В условиях опытов изменялись концентрации газа и щелочи так, что отношение BJAp составляло 20—800. Значения а при этом изменялись от 6 до 60, а X—от 1,5 до 60. В таких условиях, как и следовало ожидать, рж оказался независящим от гидродинамики жидкой фазы. [c.136]

Описание концентрац. зависимости X, как и других св-в р-ров электролитов (см. Растворы электролшпов), обычно базируется на ионном подходе, в рамках к-рого р-ритель рассматривается как бесструктурная диэлектрич. среда, в к-рой ионы движутся в соответствии с законами гидродинамики и характером межионного взаимодействия. Простейшей моделью является модель заряженных твердых сфер, движущихся в вязком р-рителе под влиянием силы, обусловлм1Ной градиентом потенциала. При этом сила сопротивления движению иона в р-ре определяется ур-нием Стокса (см. Вискозиметрия). В рамках применимости этого ур-ния выполняется правило Вальдена-Писаржевского, в соответствии с к-рым для одного и того же электролита в любых р-рителях произведение предельного значения эквивалентной электропроводности на вязкость р-рителя я является постоянной величиной, к-рая не зависит от природы р-рителя, но является ф-цией т-ры. Сравнительно хорошо это правило выполняется только для слабо сольватир. ионов, в частности ионов, имеющих большие размеры в кристаллич. фазе. С [c.454]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология