Скорость градиентной коагуляции

Скорость градиентной коагуляции характеризуется выражением = [c.615]

Струйно-закрученное течение газа, содержащего аэрозольные частицы, обязательно сопровождается и процессом градиентной коагуляции. Радиальный градиент скорости в струе означает наличие поперечного ускорения и смещение частицы по радиусу весьма значительно, что обусловливает ее столкновение с другими частицами и их коагуляцию. Таким образом, в высокоскоростном закрученном парогазовом потоке, движущемся в форме устойчивой струи, протекают одновременно процессы испарения и коагуляции. [c.284]

Скорость градиентной коагуляции однородных частиц выражается уравнением [c.80]

Скорость градиентной коагуляции определяется по формуле [c.38]

Скорость градиентной коагуляции может быть определена по формуле [c.33]

Вероятность столкновения частиц и в этом случае пропорциональна квадрату их численной концентрации. Ясно, кроме того, что она увеличивается с ростом градиента скорости Г потока и размеров частиц. Поскольку сближение частиц происходит по всем трем координатам, то скорость градиентной коагуляции определяется объемом частиц, т.е. пропорциональна кубу их диаметра. И, наконец, вероятность столкновения будет зависеть от числа всевозможных комбинаций из шести частиц по две, так как каждая отдельная частица движется в потоке, будучи окруженной группой из шести других. Таким образом [c.129]

Особенности структурообразования золей гидроокисей А1 и Ре, проявляющиеся в формировании крупных хлопьев, способствуют и достаточно быстрой коагуляции. Поглощение частиц загрязнений крупными хлопьями протекает значительно быстрее, чем без последних. Этому способствует режим перемешивания, приводящий к так называемой градиентной коагуляции, скорость которой пропорциональна кубу размеров хлопьев и градиенту скорости течения. [c.341]

Коагуляция цепочек гидроксида алюминия и глинистых частиц, покрытых гидроксидной шубой , или последних друг с другом осуществляется в результате движения частиц с различными скоростями под действием силы тяжести (гравитационная коагуляция) или в результате интенсивного перемешивания (градиентная коагуляция). Гравитационная коагуляция осуществляется в результате инерционных явлений, осаждения захватом и подтягивания частиц. Инерционные силы действуют при прямом столкновении относительно крупных (более 0,1 мкм) полидисперсных частиц. Чаще всего мелкие частицы осаждаются захватом и подтягиванием при движении по искривленным траекториям. [c.38]

Входящее в выражение для ядро коагуляции /С(со, V), называемое иногда константой коагуляции, обусловливает частоту столкновения капель объемами со и У и может быть определено в результате исследования относительного движения двух капель под действием различных сил взаимодействия — гравитационной, гидродинамической, молекулярной. Характер гидродинамической силы зависит от структуры потока. В ламинарном потоке относительное движение капель различного размера происходит за счет гравитационного осаждения и градиента скорости несущей среды. При этом /С(со, V) определяется сечением столкновения капель и находится в результате анализа траекторий движения одной капли относительно другой [см. раздел 13.1]. В турбулентном потоке сближение капель происходит за счет хаотических пульсаций, приводящих к большему по сравнению с ламинарным потоком числу актов столкновения в единицу времени. Существуют три основных механизма, обусловливающих сближение и коагуляцию капель в турбулентном потоке инерционный, за счет различных скоростей движения отличных по размерам капель сдвиговый (градиентный), вызванный наличием сдвигового течения в окрестности рассматриваемой капли при обтекании ее пульсациями различного масштаба турбулентная диффузия, в основе которой лежит предположение об аналогии между процессом диффузии и движением капель под действием случайных турбулентных пульсаций. В разделе 13.6 показано, что применительно к рассматриваемому процессу основной вклад в скорость коагуляции капель в турбулентном потоке дает механизм турбулентной диффузии, и ядро коагуляции с учетом сил гидродинамического и молекулярного взаимодействия капель имеет вид [c.547]

Для осуществления процесса коагуляции частицы должны приблизиться друг к другу на такое расстояние, когда для заряженных частиц начинают действовать силы Кулона, а для нейтральных —силы Ван-дер-Ваальса, под действием которых происходит слипание частиц. Сближение частиц на такие расстояния, когда они притягиваются друг к другу и слипаются, может происходить в результате броуновского движения (молекулярно-кинетическая коагуляция), разности скоростей движения частиц разной крупности (гравитационная коагуляция), перемешивания (градиентная коагуляция). Молекулярно-кинетическая коагуляция происходит в основном между частицами малых размеров 1—3 мкм. Скорость молекулярно-кинетической коагуляции зависит от числа частиц, их размеров, диффузии и определяется из следующего уравнения [46] [c.93]

Сближение частиц на расстояние, при котором происходит их слипание, достигается при столкновениях в результате броуновского движения (молекулярно-кинетическая коагуляция), перемешивания среды (градиентная коагуляция) или направленного перемещения частиц, движущихся с различной скоростью под влиянием силы тяжести (гравитационная коагуляция). [c.140]

При сохранении постоянным критерия Кэмпа ОТ градиентная коагуляция позволяет получать низкие значения градиента скорости С=10—20 С . При турбулентной коагуляции О превышает значения 100 с , что зачастую приводит к разрушению агрегатов, включающих рыхлые структуры гидроксидов металлов. Так, например, при коагуляции золя, состоящего из смеси ионов тяжелых металлов при очистке сточных вод гальванического производства в присутствии СПАВ, градиент скорости С, приводящий к уменьшению диаметра частиц при перемешивании в 2 раза, составляет 20—30 с , что является оптимумом для коагуляции большинства коллоидных систем других категорий сточных вод. [c.123]

При наличии поперечного градиента скорости газов в потоке происходит градиентная коагуляция. В качестве примера можно привести течение газов у твердой стенки. Частица, находящаяся ближе к стенке, движется с меньшей скоростью, чем частица, расположенная дальше от нее. Если при этом расстояние между ними меньше суммы их размеров, то частицы должны встретиться. [c.33]

Отношение скоростей градиентной и тепловой коагуляции для монодиснерсного аэрозоля равно [c.33]

Приведенные цифры характеризуют градиентную коагуляцию при ламинарном течении потока. Градиентная коагуляция весьма интенсивна в пристенном слое при турбулентном движении аэрозоля. Значение градиента скорости у стенки в этом случае составляет [c.129]

Скорость коагуляции по первому механизму определяется степенью турбулентности потока и соотношением размера частиц и масштаба турбулентности. Как и при градиентной коагуляции, вероятность столкновения частиц пропорциональна кубу их диаметров. Используя анализ размерностей и экспериментальные данные, можно получить следующее выражение [c.139]

Приводимые Н. Н. Рулевым с соавторами данные о слабом влиянии градиентной коагуляции получены для случая коагуляции частиц в поле пузырька, в то время как следует рассматривать случай гетерокоагуляции частицы и пузырька в поле неоднородных скоростей, вызванных вихревым движением жидкости. Вывод [c.209]

Трубная коалесценция разработана для разделения водонефтяных эмульсий и применяется на промыслах преимущественно в сочетании с предварительным разрушением бронирующих оболочек глобул воды деэмульгаторами. Метод основан на использовании процессов коалесценции капель дисперсной фазы в турбулентном потоке жидкости и градиентной коагуляции в пристеночном слое и подробно изложен в работах [27, 28]. Наилучшие результаты получены при Ке = 55 ООО с предварительным разрушением бронирующих оболочек деэмульгаторами. В работах [27, 28] приводятся в основном эмпирические зависимости, описывающие исследованный диапазон варьируемых параметров. В общем случае решающими параметрами, определяющими степень дисперсности эмульсии в трубопроводах, являются скорость потока, величина поверхностного натяжения на границе раздела фаз и масштаб пульсации. В работе [28] величина усредненных турбулентных пульсаций и максимально устойчивый размер капель, который может существовать в турбулентном потоке в трубопроводе, определяются по следующим зависимостям [c.113]

Градиентная коагуляция наблюдается в моно-и полидисперсных системах при условии, что размер некоторой части частиц превышает критический — 2—3 мкм. Перемешивание, приводящее к неравномерному движению отдельных объемов воды, обусловливает в этом случае столкновение и слипание частиц на границе макро- и микропотоков с увеличением интенсивности перемешивания скорость градиентной коагуляции возрастает. Однако по мере роста сверхмицелляр-ных агрегатов макро- и микропотоки, движущиеся с различными скоростями, усиливают неравномерные напряжения в отдельных участках структуры хлопьев, что приводит к их разрушению. Оптимальный размер хлопьев наблюдается при таком градиенте скорости, когда хлопьеобразование и разрушение хлопьев протекают с одинаковой интенсивностью (при коагуляции примесей воды 30—60 с ). Аналогично влияет и длительность перемешивания по Кэмпу и Штейну оптимальная продолжительность перемешивания определяется зависимостью а= 0 —10 , где О и / выражены соответственно в и с. [c.615]

Градиентная концентрация наблюдается в поли- и монодисперсных системах при величине частиц более 2—3 мкм. При перемешивании отдельные объемы воды движутся неравномерно, что приводит к столкновению и коагуляции частиц на границе микро- и макропотоков. Скорость градиентной коагуляции возрастает с увеличением интенсивности перемешивания. В результате движения микро- и макропотоков с различной скоростью с ростом сверхмицеллярных агрегатов (хлопьев) увеличиваются неравномерные напряжения в отдельных участках структуры хлопьев, что вызывает их разрушение. Хлопья оптимального размера образуются при одинаковых скоростях их образования и разрушения (30—60 с ) и оптимальной продолжительности перемешивания, которая по Кэмпу и Штейну определяется из выражения Ст= 10 - 10 , где Сит выражены соответственно в с и с. [c.38]

При молекулярно-кинетической коагуляции не получаются достаточно крупные хлопья, и этот процесс быстро прекращается вследствие сокращения числа частиц, на которые оказывает влияние броуновское движение, поскольку интенсивность последнего также снижается. Для завершения коагулирования и получения более крупных хлопьев используют градиентную коагуляцию (перемешивание), при которой в объеме воды образуются турбулентные потоки, микровихри, способствующие столкновению и слипанию частиц. Прочность образующихся хлопьев зависит от количества связей между макромолекулой флокулянта и твердой поверхностью частицы. Потоки, движущиеся с различными скоростями, создают неравномерные напряжения на отдельных участках структуры хлопьев, поэтому образовавшиеся хлопья могут разрушаться. С увеличением интенсивности перемешивания разрушение хлопьев усиливается. Конечный размер хлопьев зависит от соотношения скоростей их образования и разрушения [46]. Скорость градиентной коагуляции описывается уравнением [c.93]

С увеличением интенсивности перемешивания скорость градиентной коагуляции возрастает. Однако по мере роста сверхмицеллярных агрегатов макро- и микропотоки, движущиеся с различными скоростями, усилива- [c.140]

Частицы А. размером менее 1 мкм всегда прилипают к твердым пов-стям при столкновении с ними. Столкновение частиц друг с другом при броуновском движении приводит к коагуляции А. Для монодисперсных А. со сферич. частицами скорость коагуляции и/Л= — где и-число частиц в единице объема, К-т. наз. коэф. броуновской коагуляции. В континуальном режиме К рассчитывают по ф-ле Смолуховского = 4яйрОр, в свободномолекуляр-ном-по ф-ле К = л1/2- рИрр, где Кр-средняя скорость теплового движения аэрозольных частиц, р-коэф., учитывающий влияние межмол. сил и для разл. в-в имеющий значение от 1,5 до 4. Для переходного режима точных ф-л для вычисления К не существует. Помимо броуновского движения коагуляция А. может иметь и др. причины. Т. наз. градиентная коагуляция обусловлена разностью скоростей частиц в сдвиговом потоке кинематическая-разл. скоростью движения частиц относительно среды (напр., в поле гравитации) турбулентная и акустическая-тем, что частицы разного размера сближаются и сталкиваются, будучи в разной степени увлечены пульсациями или звуковыми колебаниями среды (последние две причины существенны для инерц. частиц размером не менее 10 м). На скорость коагуляции влияет наличие электрич. заряда на частицах и внеш электрич. поля. [c.236]

Для частиц, размер которых превышает 0,1 мкм, (р,2)(игь > (Р12)ьголл-Приведенные в зтом разделе выражения для частот столкновения в процессах броуновской, сдвиговой и турбулентной коагуляции получены без учета гидродинамического молекулярного и электростатического взаимодействий частиц. Учет этих взаимодействий значительно осложняет задачу. В частности, в коэффициентах броуновской и турбулентной диффузии необходимо учитывать гидродинамическое сопротивление частицы с учетом искажения поля скоростей, вызванного присутствием соседних частиц, а в уравнении диффузии учитывать конвективный поток за счет сил молекулярного взаимодействия частиц. В случае градиентной коагуляции в ламинарном потоке необходимо рассматривать траектории относительного движения частиц с учетом гидродинамических и молекулярных сил взаимодействия. [c.220]

Сущность второго подхода к описанию явлений агрегации состоит в том, что коагуляция и флокуляция происходят преимущественно на границах микропотоков жидкости, движущихся с различной скоростью [54]. Как известно, эта неоднородность гидродинамического поля характеризуется градиентом скорости О, методы определения которого для различных практических случаев описаны в литературе [15, 19, 38]. Зная О, можно вычислить также частоту столкновений частиц по формуле Смолуховского для градиентной коагуляции. [c.26]

Применительно к межтарелочным пространствам основные причины столкновений — разность скоростей при сопутном движении частиц, отличающихся между собой размерами, встречное движение легких и тяжелых частиц и различие скоростей движения жидкости в различных слоях межтарелочного потока. В последнем случае при наличии поперечного градиента скорости потока может наблюдаться так называемая градиентная коагуляция. По данным Н. Н. Липатова в условиях межтарелочного пространства сепараторов градиентная коагуляция оказывает ничтожное влияние на процесс сепарирования. [c.57]

Процесс определяется числом столкновений частиц в единицу времени при влиянии гидродинамических факторов в соответствии с уравнением Смолуховского [7]. При постоянной концентрации частиц число столкновений определяется градиентом скорости О, зависящим от скорости движения жидкости в межэлектродном пространстве, газосодержания и конструктивного исполнения электрореактора. Продолжительность перемешивания определяет в основном размер и плотность образующихся агрегатов. Как правило, для коллоидных систем, коагулируемых оксигидратами металлов, применима ортокинетическая градиентная коагуляция, обеспечивающая максимальное сохранение структуры и прочности скоагу-лированных агрегатов. [c.123]

Увеличение интенсивности турбулентных пульсаций или проведение флотации в центробежном поле повышает скорость относительного движения частицы и пузырька. В результате возрастает вероятность столкновения и отрыва частиц от пузырька. В некоторых работах для определения влияния турбулентного перемешивания на столкновение частицы с пузырьком скорость относительного движения, входящую в формулу (4) (см. табл. 9.1), рассчитывают с учетом пульсационных составляющих (при йь йрЖо), или в центробежном поле, возникающем внутри турбулентного вихря (при йрСКо). Такой подход, однако, не позволяет решить задачу, поскольку изменение структуры потоков при перемешивании влияет не только на число частиц, проходящих вблизи пузырька (это учитывается формулами для относительной скорости), но и на траектории частиц и пузырьков при гетерокоагуляции, т. е. на коэффициент захвата Е. В этом случае его определяют с учетом гравитационного сноса с линий тока жидкости, градиентной коагуляции в неоднородном поле пульсационных скоростей, а также турбулентной миграции. [c.209]

Имеется несколько механизмов, приводящих к сближению частиц. Первым механизмом является броуновское движение. Коагуляция в этом случае называется также перикинетической. Механизм броуновской коагуляции лежит в основе коагуляции частиц, размер которых меньше одного микрона. В основе второго механизма лежит относительное движение частиц в поле градиента скорости несущей жидкости. Эта коагуляция называется градиентной, сдвиговой, а также ортокинетической. Она характерна для частиц, размер которых превосходит один микрон. Возможна также коагуляция частиц за счет разной скорости их движения в покоящейся жидкости под действием силы тяжести (при седиментации). Такая коагуляция называется гравитационной. [c.214]

Коалесценция пузырьков происходит вследствие турбулентной и орто-кинетической коагуляции, причем последняя является результатом столкновений пузырьков разных размеров, двигающихся с различными скоростями. Б.И.Броунштейн и А.С.Железняк в своей монографии приводят теоретическое описание процесса коалесценции в предположении, что каждое соударение воздушных пузырьков заканчивается слиянием. Однако, как показывает опыт, это предположение справедливо далеко не всегда. В связи с тем, что неслияние газовых пузырьков чаще наблюдается при наличии процесса массопередачи, П.С.Прохоровым и В.Н.Яшиным,а затем А.Сми-том с сотрудниками была выдвинута градиентная теория неслияния пузырьков, объясняющая повьииение давления в водяном зазоре между пузырьками возникновением на их поверхности градиентов межфазного натяжения. Имеются, однако, экспериментальные данные, которые не укладываются в рамки чисто механической теории неслияния газовых пузырьков. Окончательные причины неслияния пузырьков при их близком к соударению взаимном расположении еще не выяснены. [c.12]