Поверхностно-активные вещества влияние на движение поверхност

Влияние поверхностно-активных веществ на движение поверхности 1 [c.52]

В 6.1 и 6.2 было показано, что влияние поверхностно-активных веществ или движения в газовой фазе на массообмен связано с возникновением касательных сил на межфазной поверхности. Эти эффекты будут подробно рассмотрены в данном параграфе. Предположим, что на поверхности раздела газ — жидкость действует постоянное касательное напряжение. В этом случае профиль скорости задается выражением (2.46). Исключая касательное напряжение, получаем [c.97]

Так, в [100] анализируется влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ) на движение капли. В состоянии покоя поверхностная пленка однородна, и градиент поверхностного натяжения не возникает. Однако, если капля перемещается, то поверхностно-активные вещества перераспределяются вдоль поверхности, создавая такой градиент. Поскольку поверхностное натяжение обычно убывает с ростом концентрации, капиллярный эффект в этом случае будет состоять в торможении поверхности и увеличении сопротивления капли. Если капиллярный эффект велик, то он приводит к полному прекращению движения на поверхности капли или пузыря, поэтому закон сопротивления для них становится таким же, как и для твердой сферической частицы. Этот вывод имеет многочисленные экспериментальные подтверждения [100]. [c.244]

Слои адсорбированных инородных молекул могут воздействовать на перенос молекул газа (пара) через поверхность раздела и способствовать возникновению поверхностного сопротивления. Например, монослои некоторых веществ подавляют испарение воды с поверхности . Подобные эффекты вряд ли могут оказывать серьезное влияние на характеристики промышленных или экспериментальных аппаратов, в которых происходит постоянное обновление поверхности, так как для создания адсорбционных слоев требуется заметное время. Однако в определенных условиях поверхностно-активные вещества могут снижать скорость абсорбции, подавляя свободное движение поверхности жидкости. [c.75]

При прочих равных условиях скорость подъема газового пузырька в 1,5 раза выше скорости осаждения твердых сферических частиц того же размера, и в знаменатель уравнения (6.98) нужно в этом случае вместо цифры 18 подставить цифру 12. Это обстоятельство объясняется тем, что на поверхности контакта жидкости и газового пузырька происходит относительное движение фаз. В системе жидкость - твердая частица наличие неподвижного слоя жидкости у поверхности частицы (см. разд. 6.8) приводит к большему градиенту скорости у этой поверхности, а это означает, что вязкость данного случая движения оказывает большее влияние, чем в случае всплывания газового пузырька. Если жидкость имеет хотя бы следы загрязнений поверхностно-активными веществами, скорость подъема пузырька в ней ближе к рассчитанной по уравнению (6.98). [c.133]

В работах различных исследователей [10, 14, 53—55] было установлено, что поверхностно-активные вещества затормаживают поверхностное движение жидкостей. Сопутствующее снижение скорости массообмена в некоторых работах объясняют также и этим эффектом [56—61]. Основной вывод, следующий из этих экспериментальных работ, состоит в том, что степень влияния поверхностно-активных веществ существенно зависит от их типа и концентрации. Качественное объяснение наблюдаемого эффекта было предложено в работе ]62], исходя из развитых в работе [63] концепций о механизме воздействия градиента поверхностного натяжения на подвижную межфазную поверхность газ — жидкость. [c.29]

При нейтрализации масел и жиров массообмен между очищаемым жиром и реагентом происходит на поверхности капли, движущейся в сплошной фазе поверхностно-активного вещества — мыла. Поверхностно-активные вещества оказывают влияние на каплеобразование, смачиваемость распылителя и стенок колонны, коалесценцию капель при движении в сплошной фазе, а также на образование эмульсий. [c.312]

При исследовании обтекания частицы в области малых и средних значений Re считалось, что в сплошной среде отсутствуют примеси поверхностно-активных веществ (ПАВ) и что капля сохраняет сферическую форму. Если в потоке имеется даже относительно небольшое количество ПАВ, то эта примесь, как правило, адсорбируется на поверхности капли, уменьшая ее подвижность. Вследствие этого интенсивность циркуляции жидкости в капле падает, а в предельном случае сильного влияния ПАВ циркуляция вообще тормозится и капля начинает двигаться как твердая сфера. Опыты по определению скоростей падения капель в чистых систем мах и при наличии добавок ПАВ в области малых и умеренных значений Re описаны в ряде работ — см., например, [32, 34]. Как и при малых Re, присутствие ПАВ оказывает тормозящее действие на, движение капли, причем в этом случае одним из признаков влияния ПАВ является увеличение при фиксированном Re возвратно-вихревой зоны в кормовой области капли. Так, по данным [34], при движении капли нитробензола технической чистоты в воде для Re = 350 точке отрыва потока соответствует угол 0з ЮО , что близко к значению, соответствующему отрыву на поверхности твердой сферы, в то время как для чистой системы при тех же условиях 0S 153°. [c.26]

Существенное влияние на процесс дробления капель оказывают в основном только относительно малые вихри, величина которых не превышает диаметра диспергированной капли. Разность скоростей движения фаз может приводить к неравномерности поверхностного натяжения межфазной границы, к снижению скорости циркуляционных потоков внутри диспергированной капли, а также к неравномерности распределения поверхностно-активного вещества по поверхности капли вследствие поверхностной диффузии. [c.53]

Большое влияние на закупоривание пор и особенно регенерацию перегородки оказывает добавка к суспензии или промывной жидкости поверхностно-активных веществ. Эти вещества, адсорбируясь на поверхности твердых тел, с одной стороны, изменяют электрокинетический потенциал, а с другой — значительно уменьшают поверхностное натяжение жидкой фазы, поэтому более мелкие капилляры становятся,проницаемыми, и повышается скорость движения жидкости через пористую среду. При этом увеличивается как пропускная способность перегородки, так и ее регенерационная способность. Адсорбируясь на поверхности капилляров перегородки, поверхностно-активные вещества вытесняют пленку суспензии, а вместе с ней и задержанные твердые частицы. [c.44]

Необходимо отметить, что с увеличением концентрации поверхностно-активного вещества на волокне коэффициент трения, изменяясь, может достигать значений больших или меньших, чем коэффициент трения необработанного волокна, особенно в зонах II и III, т. е. в зонах гидродинамического трения. В этих зонах основное влияние на трение оказывает вязкость препарата, применяемого для обработки волокон [см. уравнения (1.5) и (1.6)]. С ростом вязкости сопротивление при движении волокон и нитей по поверхности тела трения увеличивается в общем виде экспоненциально (рис. 1.5 и 1.6), а в более узких пределах — линейно [5]. Естественно, что с увеличением температуры волокон илп окружающей среды значительно снижается вязкость полимолекулярных слоев и соответственно уменьшается коэффициент трения [6] (рнс. 1.7). [c.14]

При выборе ПАВ и композиций на их основе немаловажную роль играет также прочность связи мономолекулярного слоя на поверхности волокна. Чем прочнее эта связь, т. е. чем больше энергия взаимодействия полярных групп ПАВ с такими же группами волокнообразующего полимера, тем труднее сдвигаются слои ПАВ на поверхности волокон и нитей при их движении и трении. При малой прочности активной пленки на поверхности волокна и ее смещении во время движения волокон и нитей равномерность распределения ПАВ ухудшается и Ац увеличивается. Однако экспериментальные данные о влиянии химического строения поверхностно-активных веществ на прочность их связи с волокном и о возрастании А л во время текстильной переработки отсутствуют. [c.44]

Поверхностно-активные вещества. Многие вещества в растворе склонны концентрироваться на поверхности жидкости и изменять межфазное или поверхностное натяжение. Эти поверхностноактивные агенты (или смачивающие агенты ), находясь в исключительно малых количествах, способствуют значительному изменению о. Даже наличие монослоя их на поверхности вызывает образование структуры, которая характеризуется тенденцией сковывать поверхность, уменьшая или устраняя мелкомасштабное поверхностное движение. Наличие такого поверхностного слоя приводит к возникновению двух весьма важных явлений, воздействующих на скорость переноса массы через поверхность раздела фаз снижается и часто полностью прекращается влияние эффекта Марангони при одновременном появлении поверхностного сопротивления в отношении диффузии через межфазную поверхность. Уменьшение скорости массопередачи может быть большим. [c.216]

Использованные в теории Фрумкина упрощающие предположения о слабом изменении адсорбции, возможности аппроксимации ее угловой зависимости с помощью os 0, возможности описания влияния поверхностно-активных веществ на движение поверхности капли с помощью коэффициента торможения подтверждаются в следующих предельных случаях при малом значении числа Пекле Ре aUiD а — радиус пузырька, и — его скорость D — коэффициент диффузии поверхностноактивного вещества) при Ре > 1, Re < 1 Re = aU/v (v — кинематическая вязкость жидкости), сильном торможении поверхности и умеренной поверхностной активности при Ре 1, Re С 1, если несмотря на относительно быстрое установление адсорбционного равновесия динамический адсорбционный слой формируется под влиянием кинетики адсорбции, что возможно лишь при очень низкой поверхностной активности. При Ре > >1, Re 1, слабом торможении и низкой поверхностной активности относительное изменение адсорбции невелико, но [c.128]

Экспериментальные значения коэффициента сопротивления пузырей в реальных жидкостях при умеренных числах Рейнольдса до 700 -750 (рис. 3.2.6.2, а) значительно меньше коэффициента сопротивления твердой сферы, но больше значений, полученных путем расчета по формуле Мура (3.2.6.8). По-видимому, несмотря на торможение поверхности поверхностно-активньши веществами, скорость ее движения остается достаточно высокой, что и приводит к снижению коэффициента сопротивления пузырька. Для сферических капель эффект подвижности поверхности проявляется в значительно меньшей степени, чем у пузырька. Поэтому влияние поверхностно-активных веществ приводит к тому, что экспериментальные значения коэффициента сопротивления практически не отличаются от коэффициента сопротивления для твердого шарика. [c.173]

Имеющиеся экспериментальные данные неплохо согласуются с полученными теоретическими результатами. Тэйлби и Пор-тальски [104] наблюдали демпфирующее влияние различных поверхностно-активных веществ на волновое движение пленки. Они установили, что критическое значение числа Рейнольдса, при котором на поверхности пленки появляются волны, зависит от концентрации поверхностно-активных веществ в объеме жидкости, и эта зависимость проходит через максимум при определенной концентрации. Более точные эксперименты были проведены Штроублом и Уитекером [28], которые измеряли волновые параметры (длины волн и скорости) для вертикально стекающих пленок в присутствии жирных кислот с прямыми углеводородными цепями. Результаты, относящиеся к неустойчивым волнам, хорошо согласуются с теорией [103], т. е. фазовые скорости оказываются ниже, чем для чисто водных пленок, а длины волн соответственно несколько больше. [c.59]

В некоторых случаях экспериментальные результаты, полученные при аналогичных условиях, приводили разных авторов к различным значениям коэффициента массопередачи. Обычно для объяснения подобного рода расхождений экспериментальных данных предполагалось, что пониженное значение коэффициента массопередачи связано со случайным наличием в используемой аппаратуре поверхностно-активных вегцеств. В этой связи было бы полезно учесть влияние поверхностного натяжения на границе фаз на скорость массопередачи. Подобная попытка была предпринята в работе Тимсона и Дюнна [12]. Благодаря вязкому трению поверхностный слой капли смещается по направлению движения сплошной фазы и концентрация поверхностно-активных веществ в слое уменьшается, вследствие чего вдоль поверхности капли возникает градиент поверхностного натяжения, что в свою очередь приводит к силам, стремящимся двигать поверхностный слой против движения сплошной фазы. Предполагая, что поверхностный слой подвержен действию лишь силы вязкого трения и силы поверхностного натяжения, авторы получили для скорости перемещения поверхностной пленки по отношению к ядру сплошной фазы Уа простое выражение [c.27]

В состав фона иногда вводят поверхностно-активные вещества, главным образом желатину, метилцеллюлозу или другие. Использование этих добавок вызвано необходимостью устранения полярографических максимумов, искажающих форму полярографической волны (см. стр. 41). Выбор поверхностно-активных веществ очень важен при составлении фона, так как основное их действие проявляется в связи с их адсорбцией на поверхности ртутного электрода и торможением ее тангенциальных движений. Должно быть строгое соответствие между потенциалами появления полярографических максимумов и потенциалами максимальной (или близкой к ней) адсорбции поверхностно-активной добавки на ртутном электроде. В частности, при адсорбции вещества только в узкой обл сти потенциалов такая добавка будет подавлять полярографь, ские максимумы только на волнах, образующихся при этих потенциалах, и не будет оказывать влияния на максимумы на волнах, лежащих вне этих потенциалов. Поэтому следует строго дифференцировать выбор поверхностно-активного вещества в составе фона, а также стараться подбирать такие вещества, которые адсорбировались бы в возможно более широкой области потенциалов. [c.346]

Идеи Либиха по существу были развиты далее Менделеевым (см. гл. VH, разд. 5). Улодобляя действие катализаторов влиянию тепловой Энергии, Менделеев ставит цель найти причины активного состояния поверхности твердого тела. Подобно Либиху, он тоже говорит об избыточном внутреннем движении , или иначе о повышенном энергосодержании, но уже не во всем теле, а только на его поверхности [5, стр. 345] за счет ненасы-щеныости поверхностных атомов. По Менделееву, разложение перекиси водорода, происходящее через нагревание... по существу одинаково с тем, которое происходит в этом веществе от присутствия многих порошковатых тел там — в массе, здесь — на поверхностях касания атомные равновесия нарушаются и наступает распадение [5, стр. 347]. [c.192]

Механизм этого влияния требует специальных исследований. Можно предположить, что в основе его лежат изменения структуры поверхностного слоя. При увлажнении прочность структуры ослабевает и облегчается движение дислокаций под действием упругих сил, возникающих при кристаллизации твердой фазы или при сжатии образца в матрице, которые в результате этого движения выходят на поверхность. Выходы дислокаций на поверхность трансляции, очевидно, являются активными центрами сорбции воды. Кроме того, следует учитывать, что вода по отношению к ионнокристаллическим структурам является пoвepxнo tнo-aктивным веществом, и ее присутствие в приповерхностном слое приводит к развитию трещин, в результате чего увеличивается удельная поверхность вещества. Это также должно приводить к увеличению гигроскопичности образца. [c.121]