Гидродинамические силы притяжения

Гидродинамические силы притяжения и отталкивания. Эти силы возникают между частицами, находящимися друг от друга на расстоянии, не превышающем нескольких диаметров частиц, в результате сужения потока газов между соседними частицами (эффект Бернулли). [c.42]

Первое слагаемое в правой части характеризует силу гидродинамического взаимодействия частиц, второе определяет силу их взаимного притяжения, которая прямо пропорциональна величине А, называемой константой молекулярного взаимодействия, или константой Гамакера. Для системы вода — органическая жидкость величина А имеет порядок 10 —10 Дж. [c.86]

Исследование проводится в сферической системе координат, связанной с центром большой капли (рис. 11.2). В этой системе координат поток внешней жидкости движется относительно большой капли, причем вдали от капли скорость можно считать постоянной, равной скорости осаждения рассматриваемой капли. Другая капля меньшего размера движется вместе с потоком относительно большой капли, обтекает ее и либо коснется ее, либо пройдет мимо. Движение капель из-за малости их размеров можно считать безынерционным. Поэтому траектория маленькой капли относительно большой на больших по сравнению с радиусом большой капли расстояниях совпадает с линией тока внешней жидкости, а на малых расстояниях заметно отклоняется от линии тока, что вызвано как силой взаимодействия капли с внешней жидкостью, так и силами взаимодействия капель. Силы взаимодействия представляют собой гидродинамические, молекулярные и электростатические силы. Гидродинамические силы являются силами сопротивления движению капли, они неограниченно возрастают при уменьшении зазора между поверхностями капель. Молекулярные силы — силы притяжения Ван-дер-Ваальса — Лондона, действующие на малых расстояниях. Электростатические силы — это силы отталкивания, обусловленные двойны- [c.253]

И — сила сопротивления жидкости у частицы f л — гидродинамическая сила притяжения в звуковом поле fг — давление излучения в звуковом поле (Н) р1 — тепловая сила [c.15]

Действие ультразвука можно объяснить а) вибрацией золя вместе с газом б) гидродинамическими силами притяжения и отталкивания в) давлением звуковой волны. [c.123]

Поведение взвешенных частиц в колеблющемся газе можно рассматривать как результат действия следующих основных факторов 1) увлечения частиц в колебательное движение газа, 2) гидродинамических сил притяжения и отталкивания между частицами и 3) радиационного давления звука [c.169]

Гидродинамическая и ортокинетическая теории дополняют друг друга. Если ортокинетическая теория описывает коагуляцию колеблющихся частиц вследствие их непосредственного столкновения друг с другом, то гидродинамическая теория описывает коагуляцию, происходящую под действием гидродинамических сил притяжения между частицами. [c.132]

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ СИЛЫ ПРИТЯЖЕНИЯ И ОТТАЛКИВАНИЯ [c.145]

Рассмотрим гидродинамическую модель образования дисперсии ПВХ в пластификаторе в зависимости от размера частиц. Известно, что смешение порошков с жидкостью в смесителях осуществляется за счет потоков жидкости, профиль которых зависит от конструкции смесителя и формы мешалки [86]. Известно также, [67], что разделяющая частицы порошка гидродинамическая сила пропорциональна квадрату радиуса частиц, а молекулярные силы притяжения частиц пропорциональны первой степени их радиуса. Из этого следует, что существует такой диаметр частиц, для которого гидродинамическая сила, возникающая при диспергировании, больше силы притяжения. Однако с увеличением размера частиц появляется возможность их коагуляции на дальнем расстоянии, которая обусловлена наличием вторичного потенциального минимума на потенциальной кривой взаимодействия двух частиц и качественно отлична от коагуляции частиц в глубоком первичном потенциальном минимуме [67]. Вероятно поэтому легкая диспергируемость пастообразующих марок ПВХ обусловлена возможностью образования периодических коллоидных структур [36] во внешнем силовом гидродинамическом поле по следующему механизму [c.262]

Рассмотрим задачу о столкновении частиц размером более 1 мкм с коллектором с учетом только силы молекулярного притяжения и гидродинамической силы сопротивления. Частицы считаются незаряженными и их осаждением в поле силы тяжести пренебрегаем. Рассмотрим осаждение частиц на цилиндре, радиус которого намного больше радиуса частиц. Последнее условие позволяет считать, что частицы практически не возмущают поле скоростей вдали от ци-226 [c.226]

Сравнение по порядку величин силы молекулярного притяжения P i (10.93) и составляющей гидродинамической силы P t (10.96) показывает, что [c.229]

В отсутствии внешних и гидродинамических сил устойчивость дисперсной системы зависит от взаимодействия частиц, вызванного поверхностными силами электрическим отталкиванием и молекулярным притяжением [51]. [c.268]

Коагуляция капель при наличии только молекулярной силы притяжения называется быстрой. В наших обозначениях это соответствует значению параметра /г О. Соответствующий диффузионный поток обозначим через Влияние гидродинамических и молекулярных сил на частоту коалесценции можно проследить, сравнивая поток а с потоком Э"о без зачета этих сил взаимодействия. Этот поток можно получить из (13.82), если положить Р = 0, к = ко и Пг = Ого- [c.356]

Как видно из формул (1Х.27) и (1Х.23), в отсутствие сил притяжения, действующих на малых, но конечных расстояниях между частицами, диффузионный поток равнялся бы нулю и коагуляция была бы вообще невозможна даже при подавлении электростатических сил отталкивания, так как при этом интеграл в знаменателе формулы (1Х.27) был бы расходящимся. Физически это означает, что в вязкой жидкости в отсутствие сил притяжения полное сближение частиц невозможно, так как при этом гидродинамическое сопротивление неограниченно возрастает. [c.127]

В настоящее время стабилизующее действие тонких ( черных ) пленок объясняют на основе описания состояния свободных жидких пленок с точки зрения теории Дерягина и Ландау [186 — 188], Вервея и Овербека [189, 190]. Сейчас уже опубликовано довольно много исследований тонких пленок, в которых показано существование в них сил притяжения, обусловливающих стабильность пленки [191, 192]. Попытки установления механизма сближения двух капель в жидкой среде или подхода капли к межфазной поверхности жидкость — жидкость предприняты многими авторами [193—198]. Гидродинамические явления, сопровождающие сближение капель, зависят от размера капель и скорости их сближения. Однако до сих пор механизм коалесценции чистых капель жидкости нельзя считать полностью ясным. [c.247]

С увеличением скорости потока вязкость систем, содержащих анизодиаметрические частицы, уменьшается, так как последние ориентируются вдоль потока и их вращение затрудняется. Связь между логарифмом вязкости и температурой среды в простейшем случае близка к линейной, но часто нарушается из-за влияния температуры на агрегативную устойчивость частиц. С увеличением концентрации дисперсной фазы вязкость системы возрастает и уже не может быть описана уравнением (1.5). Причины этого заключаются как в изменении гидродинамических условий, так и в проявлении сил притяжения или отталкивания между частицами. [c.16]

Скорость растекания зависит от соотнощения движущей силы и силы сопротивления, которое состоит из кинетической и гидродинамической составляющих [16]. Первая составляющая обусловлена сопротивлением, сосредоточенным непосредственно возле линии смачивания, а вторая — объемными факторами вязкостью жидкости, силами инерции и др. [16. Кинетический режим очень непродолжителен (10 —10 с) и имеет место лишь на самой начальной стадии процесса. В начале процесса растекания силы молекулярного притяжения, действующие со стороны твердого тела, вытягивают из нижней части капли тонкий слой жидкости — слой Я (рис. 2.9), толщина которого не превышает радиуса действия межмолекулярных сил. Вслед за этим слоем перемещается более толстый слой В (несколько мкм) и наконец в движение вовлекается вся масса капли. Затем слой В исчезает, сливаясь с основной массой капли [16, 17]. [c.74]

Второе отличие электроосаждения от гравитационного состоит в ином влиянии размера частиц на величину скорости их осаждения. Действительно, количество электронов, которые могут оказаться на поверхности частиц, пропорционально величине этой поверхности. Следовательно, суммарный электрический заряд частицы пропорционален ее поверхности, а электростатическая сила притяжения отрицательно заряженной частицы положительно заряженной трубой равна произведению локальной напряженности электрического поля Е (В/м) на величину заряда частицы = кпё еЕ, где е -заряд электрона к - коэффициент пропорциональности между числом электронов, захваченных поверхностью частицы, и площадью поверхности. Если, как и при анализе гравитационного осаждения, принять, что ускорением частицы можно пренебречь, то движение частиц приближенно можно описать на основе равенства силы Р и силы гидродинамического сопротивления частицы при движении ее поперек газового потока кпЛ еЕ = 4(п/4)сг ри) /2. [c.204]

Нужно заметить, что эквивалентная гидродинамическая сфера представ ляет намного более простую концепцию, чем эквивалентная сфера, используемая для расчета исключенного объема. Исключенный объем есть мера взаимодействия между двумя полимерными молекулами. Это есть мера занятого объема, измененного межмолекулярными взаимодействиями. Когда силы притяжения становятся большими, как это имеет место в плохом растворителе, они играют доминирующую роль, и термодинамически исключенный объем может быть равным О или даже отрицательным. Гидродинамические измерения, однако, производятся (или экстраполируются) в очень разбавленных растворах, н которых межмолекулярные взаимодействия вообще не играют роли. Гидродинамический объем всегда является мерой объема, занятого в растворе отдельной частицей. При расчете этого объема полимерная частица представляется до некоторой степени аналогичной гелю. Содержание воды в геле может достигать 99%, однако эта жидкость оказывается неспособной к самостоятельному течению. [c.397]

С помощью правила Вальдена — Писаржевского легко проверяется справедливость исходных предпосылок простой гидродинамической теории. Для больших ионов органических соединений, обладающих к тому же единичной валентностью, правило Вальдена— Писаржевского вполне при.менимо, поскольку эти ионы, как отмечено выше, практически не сольватированы и силы притяжения между ними невелики. [c.113]

При превышении некоторого предела кинетической энергии частиц возможно их агрегирование. Необходимую скорость твердой частице могут сообщить как термодинамические источники, так и импульсы гидродинамического происхождения. Суперпозиция сил притяжения и отталкивания в сочетании с гидродинамическими условиями, существующими в данной системе, приводит к тому, что частицы, сблизившиеся до определенного расстояния, флоку-лируют. Следовательно, вокруг каждой частицы (или агрегата частиц) имеется своя сфера влияния, характерная тем, что любая другая частица, попавшая в эту сферу, может соединиться с данной частицей. На первой стадии процесса флокуляция очень мелких частиц обусловлена броуновской диффузией, причем в последнем случае скорость флокуляции очень быстро возрастает с укрупнением частиц или флокул. [c.220]

Коагуляцию аэрозолей на этих частотах описывает гидродинамическая теория, учитывающая силы притяжения между частица- [c.131]

В герметичных ГЦН радиальные нагрузки возникают также вследствие имеющейся силы одностороннего магнитного притяжения, появляющейся из-за эксцентричного расположения ротора электродвигателя в расточке статора. По этой же причине возникает гидродинамическая сила. Обе эти силы действуют в сторону малого зазора. [c.275]

В общем случае для решения задачи о столкновении частиц йр с поверхностью цилиндра нужно решить уравнение движения частицы Др под действием сил молекулярного притяжения (10.93) и сил гидродинамического сопротивления (10.86) и (10.96). Эта задача может быть решена численными методами, однако в предельном случае 1 м к йр удается аналитически определить [c.229]

Рассмотрим сначала коалесценцию капель под действием силы молекулярного притяжения в отсутствие электростатической силы отталкивания (5 = 0). Зависимость частоты коалесценции а от отношения радиусов капель к для различных значений отношения вязкостей жидкостей р без учета электромагнитного запаздывания (у=0) представлена на рис. 13.25. Частота коалесценции растет с увеличением относительного размера капель и с уменьшением относительной вязкости капель. Это объясняется снижением вязкого сопротивления тонкого слоя внешней жидкости, разделяющего сближающиеся капли, с уменьшением р. На этом же рисунке пунктирной линией показана зависимость 5о от к, рассчитанная по формуле (13.109) без учета гидродинамического сопротивления и молекулярной силы. Влияние гидродинамического со- [c.356]

На скорость приближения капли к поверхности, а следовательно, на скорость ее коалесценции влияет множество факторов. Основные из них сила тяжести / т и сила Архимеда Ра, сила гидравлического сопротивления движению частицы вблизи межфазной поверхности Рс, межмолекулярное притяжение Р и электростатическое отталкивание Р , гидродинамическое увлечение капли движущимся потоком жидкости Ру. Следовательно, в общем случае можно записать [c.154]

Механизм акустической флокуляции до конца не выяснен, но можно лредположйть, что он сочетает следующие три фактора [119] совместное колебание частиц и газа, так называемая орто-кинетическая коагуляция [114] давление звукового излучения [438] и гидродинамические силы притяжения и отталкивания между соседними частицами. [c.520]

Скорости движения частиц определялись также [50] при помощи относительно массивного (в сравнении с частицами) щарика ( турбулиметра ), погруженного в слой. Колебания шара, вызванные ударами частиц о его поверхность, передавались при помощи электромеханических устройств на неравновесный мост, который соединялся с осциллографом, фиксировавшим эти колебания. В результате было установлено [50, 181], что скорости движения частиц внутри слоя выше, чем около стенок аппарата. При изменении скорости газа обнаружен максимум пульсационных скоростей в области относительно высоких чисел псевдоожижения. Уменьшение пульсационных скоростей после максимума авторы объясняют понижением гидродинамических сил притяжения частиц (силы Бернулли обратно пропорциональны четвертой степени расстояния между частицами) с ростом порозности слоя при высоких скоростях газа. Заметим, что максимум пульсационных скоростей частиц был обнаружен и другими авторами [516] в условиях неоднородного псевдоожижения капельной жидкостью (при е 0,7). [c.175]

Процесс акустической коагуляции (агломерации, флокуля-ции), по мнению больщинства исследователей, зависит от следующих факторов совместное колебание частиц и газа (орто-кинетическая коагуляция), давление звукового излучения, гидродинамические силы притяжения и отталкивания частиц. При этом важно установить оптимальный акустический режим, при котором частицы будут колебаться и агрегироваться. [c.118]

При отсутствии внепгних сил (гравитационных, центробежных, электрических) незаряженные частицы, диспергированные в покоящейся жидкости, должны быть распределены однородно. В действительности между частицами всегда есть взаимодействие электростатическое отталкивание (для заряженных частиц, окруженных двойными электрическими слоями), молекулярное притяжение (силы Ван-дер-Ваальса), гидродинамические силы (силы, возникающие при взаимном влиянии полей скоростей жидкости и частиц). [c.207]

Радиальная гидродинамическая компонента силы обозначена через Гидродинамическая сила представляет собой сумму внешней силы, действующей на частицу со стороны обтекающего потока жидкости, который может как приближать частицу к поверхности, так и удалять частицу от нее, и силы вязкого сопротивления слоя жидкости, разделяющего поверхности частицы и цилиндра. Заметим, что сила вязкого сопротивления отрицательна. Через Р обозначена молекулярная сила притяжения Ван-дер-Ваальса. Эта сила направлена по линии, соединяющей центры частицы и кругового сечения цилиндра (линия центров). Поскольку уравнения Навье — Стокса в приближении Озеена линейны, то силы и поля скоростей от этих сил аддитивны. [c.227]

Рассмотрим движение пузырьков в ламинарном потоке. Их взаимодействие обусловлено, с одной стороны, разностью скоростей движения относительно жидкости за счет различных размеров, а с другой — молекулярными силами взаимодействия. За счет различных размеров происходит их сближение на относительно больших по сравнению с радиусами пузырьков расстояниях. На малых расстояниях возникают силы сопротивления, которые препятствуют сближению. На этих же расстояниях начинает действовать сила притяжения Ван-дер-Ваальса, которая обеспечивает эффективный захват пузырьков. Заметим, что если происходит сближение пузырьков с полностью заторможенной поверхностью, то сила гидродинамического сопротивления при малых зазорах 5 между поверхностями пузьгрьков сингулярна Ff, 8 , поэтому столкновение пузырьков невозможно без учета силы Ван-дер-Ваальса. При сближении пузырьков со свободной поверхностью В отличие от первого случая эта особенность [c.605]

Расчеты коэффициента захвата были проведены при формальном распространении уравнения движения малой частицы (8.7.4.1) вплоть до ее физического контакта с поверхностью большой капли (точнее, вплоть до касания центра малой частицы с поверхностью большой). Законность такой операщш далеко не очевидна хотя бы по следующим соображениям. С одной стороны, само понятие физического контакта двух дисперсных частиц требует дополнительного уточнения. Более естественным было бы предположение об его существовании, когда поверхность малой частицы (а не ее центр ) коснулась поверхности большой капли. Такое определение захвата введено Н.А. Фуксом в [146]. А еще более точным в рассматриваемой задаче бьшо бы считать, что частицы столкнулись, если их поверхности сблизились на расстояние, на котором уже становится эффективным действие молекулярных сил притяжения или любых других сил притяжения негидродинамической природы. С другой стороны, на малых расстояниях между поверхностями капель начинают действовать не учтенные в уравнении (8.7.4.1) силы гидродинамического взаимодействия (в гидродинамическом приближении неофаниченно возрастающие при уменьшении зазора между поверхностями капель). При малых числах Рейнольдса эти силы заведомо препятствуют сближению капель. [c.832]

Катц и Ферри [25] изучали вязкость и динамическую жесткость G растворов натриевой соли ДНК (Na-ДНК) в водных растворах, содержащих 10% Na I и 1% глицерина, при концентрациях меньше 0,04 г/мл (концентрация, при которой растворы становятся анизотропными). На основании зависимости вязкости от концентрации и низких значений энергий активации течения они заключили, что высокая вязкость обусловлена преимушественно гидродинамическим и стерическим взаимодействиями. Время релаксации а было порядка 1 с, тогда как жесткость О ) равна 10— 100 дин/см2. В синтетических полимерах О приблизительно равна 10 дин/см2 и а было порядка 10 с. Из этих результатов они далее сделали вывод о том, что вязкость и жесткость обусловлены ориентацией жестких частиц, а не образованием между частицами структуры посредством связей или локальных сил притяжения. [c.261]

Джоуль и Томсон наблвдали изменение температуры сжатого газа при адиабатном его прохождении через теплоизолированную пористую перегородку. В этом случае часть давления расходуется- на преодоление гидродинамического сопротивления перегородки, газ расширяется (дросселируется), совершая внутреннюю работу, направленную на преодоление сил притяжения между молекулами, изменяя кинетическую энергию, а следовательно, и темпе атуру. [c.47]

Описываются факторы,- влияющие на частоту себственных колебаний вала насоса. Рассматриваются колебания вала с учетом гидродинамических сил в уплотнениях и сил магнитного притяжения в электродвигателе. Показывается влияние гидростатических подшипников. [c.2]

Главными силами, определяющими поведение пленки, являются межфазное (поверхностное) натяжение а и ван-дер-ваальсовы силы притяжения водных фаз по обе стороны пленки, сжимающие пленку в поперечном направлении,— расклинивающее давление (см. XV.3.7 и XV.3.9). Первоначально толщина липидной плёнки превышает 100 нм. При такой толщине расклинивающее давление близко к нулю и поведение липидной массы определяется различием гидростатического давления в ее периферической искривленной части — торе — и центральной сравнительно плоской части. В соответствии с законом Лапласа различие гидродинамического давления Ар между фазой, находящейся под вогнутой поверхностью раздела (в торе), и фазой над этой поверхностью определяется выражением [c.16]

Механизм ультразвуковой коагуляции аэрозолей весьма сложен, и неудивительно, что полная количественная теория этого явления отсутствует, В ультразвуковой волне частицы аэрозоля тем точнее следуют за колебаний уи1 среды, чем ниже частота колебаний, чем меньше масса и плотность частиц и чем выше вязкость газообразной фазы. Соотноишние в амплитудах колебаний частиц аэрозоля и газовой фазы в зависимости от размеров частиц аэрозоля изображено на рис. 144. Можно указать два основных фактора, вызывающих коагуляцию 1) силы притяжения осциллирующих частиц, имеющие гидродинамическую природу, и 2) увеличение вероятности соударений частиц. С. В. Горбачев и А. Б. Северн1.1Й [269] показали, что под действием акустического поля между капельками тумана возникают иондеромоторные силы, аналогичные тем, которые возникают между частицами в потоке. Действие этих сил будет способствовать коагуляции аэрозоля. Также способствовать коагуляции будет увеличение числа соударений между частицами, поскольку такие соударения практически всегда бывают неупругими и ведут к агрегации частиц. [c.266]

Учет гидродинамического и молекулярного взаимодействий капель можно сделать так же, как это было ранее сделано для эмульсий в разделе V. При сближении капель под действием турбулентных пульсаций до расстояний, меньших >.0, они испытывают значительное сопротивление окружающей среды, а также силы молекулярного притяжения, которые и обеспечивают столкновение и слияние капель. Если основным механизмом коагуляции капель является механизм турбулентной диффузии, то коэффициент турбулентной диффузии зависргг от коэффициента гидродинамического сопротивления [см. (11.70), (11.72) и (11.74)], а следовательно, и от относительного зазора между сближающимися каплями [c.391]

Аззам [218, 219] вносит в эти два понятия еще большую детализацию. По его мнению, следует различать постоянную, первичную, вторичную и гидродинамическую сольватации. Постоянная и пер винная сольватации определяют число молекул растворителя в первичной сольватной сфере иона. Этот комплекс Аззам называет катанием. Постоянная сольватация относится к молекулам растворителя, которые удерживаются ионом химическими силами, настолько сильными, что ион сохраняет эти молекулы растворителя в кристаллосольвате. Катоний взаимодействует далее электростатически с остальными молекулами растворителя, которые и обусловливают вторичную сольватацию. Эти молекулы слабее связаны с ионом, но электростатическое притяжение преобладает над разрушающим действием теплового движения молекул. В гидродинамической сольватации (эффект течения) принимают участие те молекулы растворителя, которые гидродинамически переносятся гидратированным ионом при движении его в электрическом поле. [c.109]