Дисперсные силы

Для систем высокой дисперсности сила тяжести уравновешивается диф )узией, частички в этом случае не оседают под действием силы тяжести и могут находиться во взвешенном состоянии неограниченно долго. В такой системе устанавливается определенное распределение частичек по высоте — седиментационное равновесие. Например, газы, составляющие земную атмосферу, распределяются вокруг земного шара, образуя воздушную оболочку высотой в несколько сот километров, в которой концентрация молекул газа или соответствующее ей давление закономерно уменьшается с высотой, согласно барометрической (гипсометрической) формуле Лапласа [c.218]

Общую систему параметров, от которых зависит сила сопротивления, действующая на частицу, движущуюся в потоке сплошной фазы, в случае капель и пузырей необходимо дополнить введением вязкости дисперсной фазы Дд, от которой зависит подвижность их поверхности. Кроме того, форма капель и пузырьков не является заданной, а формируется в процессе движения. Известно, что она определяется мгновенным балансом силы давления, действующей на поверхность деформируемой частицы со стороны окружающей жидкости и стремящейся сжать ее в направлении движения и силы поверхностного натяжения, препятствующей такому сжатию. Сила давления пропорциональна скоростному напору Рс /2, а сила поверхностного натяжения — капиллярному давлению 2о/с э, где а - поверхностное натяжение. Поэтому система определяющих параметров для силы сопротивления, действующей на капли и пузыри, должна иметь вид (1 ,, р , А<с, А<д, о. [c.39]

Нефтяная эмульсия представляет собой дисперсную систему, состоящую из двух взаимно нерастворимых жидкостей. Внешней дисперсной средой является нефть, а внутренней дисперсной фазой капельки воды, крупинки глины, соль, песок и другие механические примеси. Эмульсии могут быть сильно- и слабоконцентрированными, что определяется количественным содержанием одной фазы в другой. Слабоконцентрированные (сильно разбавленные) эмульсии характеризуются малым количеством весьма мелких глобул (диаметром 1 мк) диспергированной фазы в большом объеме дисперсионной среды. Такая глобула при малых ее размерах под действием межмолекулярных сил и поверхностного натяжения обычно приобретает сферическую форму, близкую к форме шара. Эту форму может исказить лишь сила тяжести или сила электрического поля. [c.11]

Неполярные или дисперсные силы (силы Лондона, Ван-дер-Вааль-са), т. е. силы, действующие между двумя неполярными веществами. При наличии неполярных сил разделение веществ происходит в зависимости оТ упругости паров, т. е. от температур кипения отдельных компонентов смеси, [c.515]

Обычно на хроматографируемое вещество одновременно действует два или три типа упомянутых сил. Лишь в случае хроматографирования неполярных веществ на неполярных неподвижных фазах резко преобладает взаимодействие, обусловленное дисперсными силами, и действием остальных факторов можно пренебрегать. При решении новых аналитических проблем, как правило, приходится подбирать опытным путем наиболее эффективные неподвижные фазы, однако можно сформулировать некоторые общие правила, которые могут служить для предварительной ориентации. [c.515]

Седиментация — направленное движение частиц дисперсной системы, находящейся в лоле действия гравитационных и дисперсных сил. [c.271]

Во всех исследованных случаях, когда адсорбция ионов определяется не только электростатическими и дисперсными силами, но и силами химической природы, установление адсорбционного равновесия между металлом и раствором происходит во времени (рис, 1) . [c.23]

Полярные молекулы с большим дипольным моментом, например молекулы водяных паров, способны индуцировать в неполярных адсорбентах диполь противоположной ориентации. Возникающие индукционные силы притяжения суммируются с дисперсными силами. [c.44]

Очень ограниченная растворимость воды в маслах объясняется тем, что углеводороды, входящие в их состав, являются в ОСНОВНОМ неполярными соединениями, не образующими с молекулами воды водородных связей. Связи углеводородных молекул с молекулами воды чрезвычайно непрочны, сила взаимодействия этих молекул ограничена в основном индукционными силами Дебая и дисперсными силами Лондона. Молекулы воды, растворенные в масле, находятся в неассоциированном состоянии. Внесение в масло полярных примесей, по изложенным выше причинам, резко увеличивает растворимость в нем воды. [c.115]

В зависимости от степени проявления в электронных спектрах межмолекулярные взаимодействия условно разделяют на две основные группы универсальные и специфические [35—37]. Универсальные взаимодействия определяются вандерваальсовскими силами (ориентационными, индукционными и дисперсными силами притяжения). Такие взаимодействия существуют во всех реальных конденсированных системах. [c.21]

Энергия испарения характеризуется величиной межмолекулярного взаимодействия, которое в свою очередь зависит от сил взаимодействия трех типов дисперсных сил, сил взаимодействия полярных молекул, сил, обусловленных водородными связями. [c.23]

Фильтрование [5,1, 5,24, 5,27, 5,30, 5,36, 5,51, 5.60, 5,67]. Метод основан на разделении систем Г — Т, Г — Ж, Ж — Т, Ж1 — Ж2 с помощью пористого материала (ткань, бумага, сетки, гравий, песок, металлокерамика, полимерные пленки и т. д.) и применяется для отделения взвешенных частиц на поверхности фильтрующих материалов под действием сил прилипания. Степень извлечения зависит от гранулометрического состава выделяемых частиц, их концентрации и свойств (гидрофобность, плотность, структура, дисперсность и т. д.), а также характеристики дисперсной среды и устанавливается чаще всего опытным путем. [c.472]

Поведение реального физического процесса в данных условиях может совпадать с поведением идеального процесса, а может и не совпадать с ним. Так, при движении твердых частиц в жидкости при захлебывании наблюдается нарушение только условия стационарности. Поведение потока в данном случае может быть описано в рамках принятой нами модели идеального дисперсного потока, но с использованием нестационарных уравнений. При движении пузырей в условиях, близких к захлебыванию, в среднем поток остается стационарным (расходы фаз не изменяются), но нарушаются условия отсутствия коалесценции и монодисперсности частиц, что приводит к существенным изменениям картины течения и соответственно к кризису принятой модели идеального дисперсного потока. В частности, существенно изменяется сила межфазного взаимодействия, появляется значительная неравномерность распределения пузырей по сечению аппарата, а движение фаз, по-видимому, уже не может быть удовлетворительно описано с помощью двухскоростной модели. [c.96]

СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ В ДИСПЕРСНЫХ ПОТОКАХ [c.64]

Соотношение (2.23) выражает равенство силы веса с учетом поправки Архимеда силе сопротивления для сферической частицы при ее стационарном движении в дисперсной смеси. Оно позволяет, зная концентрационную зависимость силы сопротивления частиц в дисперсной смеси, получить зависимость относительной скорости движения фаз от концентрации. Так, используя (2.23) и (2.20), получаем [c.67]

Как отмечалось в гл. 1, можно считать, что режим Ньютона для одиночной твердой сферической частицы наступает уже при Ке>1000. В этом случае коэффициент сопротивления С становится постоянной величиной, не зависящей от критерия Рейнольдса. Авторы [62] выбрали значение С, равное 0,45. При указанном значении С точке перехода (Ке = 1000) в соответствии с уравнением баланса сил тяжести и сопротивления, записанном в критериальном виде /зАг = Ке С, отвечает значение критерия Архимеда, равное Аг = 337 500. Авторы [62] предположили, что в дисперсном потоке переход в режим Ньютона совершается при том же значении критерия Архимеда, что и в случае одиночной частицы, и при этом функция С =С (Ке р) в точке перехода не имеет разрывов. Тогда, подставляя значение Ат = 337 500 в соотношение (2,50), [c.78]

Пенно-турбулентный режим отличается крайней нерегулярностью движения частиц, сопровождается процессами распада и коалесценции капель и пузырей и, как следствие, наличием значительного разброса частиц по размерам. За крупными пузырями в виде сферических колпачков образуется значительная область турбулентного следа, который заметно влияет на движение окружающих более мелких пузырьков. Авторы [62] предположили, что в этом случае силу сопротивления, действующую на дисперсную фазу, следует связывать не со скоростью движения дисперсной фазы относительно жидкости, а со скоростью движения ее относительно смеси. В этом случае выражение для силы сопротивления будет иметь вид [c.80]

Таким образом, несмотря на значительное количество работ, в которых обсуждался вопрос о силе, связанной в воздействием присоединенных масс, как структура записи выражения для этой силы, так и величина коэффициента присоединенной массы в дисперсном потоке остаются в значительной мере неопределенными. Окончательно ответить на вопрос о применимости той или иной модели можно будет только после решения ряда конкретных задач, в которых эта сила значительна, и сравнения полученных результатов с экспериментальными данными. [c.85]

Идеальный дисперсный поток может быть описан двухскоростной моделью взаимопроникающего движения двух несжимаемых фаз в поле сил тяжести, с одинаковым давлением в фазах, одинаковыми частицами, форма которых близка к сферической, при отсутствии вязкого трения на стенках колонны, дробления и коагуляции частиц. [c.87]

Физический смысл проведенного выше анализа проще всего проиллюстрировать на примере осаждения твердых частиц в неподвижной жидкости. Как уже отмечалось, равновесное состояние вертикального дисперсного потока определяет установившееся движение частиц. Такое движение, как известно, имеет место при равенстве двух сил 1) равнодействующей силы тяжести и гравитационной составляющей силы Архимеда, которая в данном случае является движущей силой р, и 2) силы сопротивления /д. Безразмерные выражения для этих сил даны в правой части уравнения (2.74). Для случая / = 0, п= 1,78 и Мс = 0 с учетом первого соотношения (2.75) будем иметь [c.93]

Зависимости сил р и /д от объемной концентрации дисперсной фазы представлены на рис. 2.3. Движущая сила р линейно уменьшается с увеличением концентрации. Сила сопротивления для данного расхода дисперсной фазы при возрастании концентрации сначала убывает, что связано с уменьшением скорости движения частиц, а затем начинает увеличиваться вследствие преобладающего влияния стесненности движения. Из рис. 2.3 следует, что при расходе )>дд равенство сил р и возможно при двух значениях концентрации дисперсной фазы и При расходе V до возможно только одно равно- [c.93]

Рис. 2.3, Зависимость движущей силы и силы сопротивления от объемной концентрации дисперсной фазы

Выше было показано, что концентрацию дисперсной фазы в аппарате в стационарном однородном состоянии, т. е. при равенстве действующих на частицы сил тяжести и сопротивления, можно определить из уравнения (2.79), а значение ее при захлебывании в противоточном аппарате — с помощью соотношений (2.82) или (2.83) по заданному расходу одной из фаз. Тогда предельное значение расхода другой фазы [c.105]

Процесс коагуляции в эмульсиях описывается теорией ДЛВО (Дерягин - Ландау - Вервей - Овербек). Сущность ее сводится к тому, что при наличии гидрофильных участков на глобулах дисперсной фазы и сближении частиц на расстояние действия дисперсных сил, они агрегируют в конгломераты частиц прог-рессивно возрастающего размера. Процесс этот происходит при снижении свободной энергии и идет самопроизвольно. Наличие структурно-механического барьера вокруг глобул дисперсной фазы не предохраняет их от сцепления наружными слоями, хотя зависит от вязкости внешней среды. Скорость коагуляции в концентрированной системе может быть оценена по кинетике нарастания ее структурно-механических свойств, если скорость коалесценции глобул мала по.сравнению со скоростью их коагуляции. [c.25]

В целом сложные структурные единицы нефтяных остатков находятся в динамическом равновесии со средой и изменение размеров ядер и толщины сольватной оболочки их могу г протекать по различным законам [14]. Главными факторами, определяющими возможность существования их в остатках и, соответственно, геометрические размеры, является наличие в них структурирующихся компонентов и ассоциатов, а также степень теплового воздействия. Нефтяные остатки относятся к свободнодисперсным системам, частицы которых могут независимо друг от друга перемещаться в дисперсной среде под влиянием теплового движения или гравитационньк сил. С изменением температуры в таких дисперсных системах изменяется энергия межмолекулярного взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды. Толстая прослойка дисперсионной среды между частицами снижает структурно-механическую прочность нефтяных дисперсных систем. Утоньшение сольватного слоя на поверхности ассоциатор повышает движущую силу расслоения системы на фа ы. Размеры основных зон структурной единицы при определенных температурах различны за счет того, что часть наиболее полярных компонентов сольватного слоя может переходить в дисперсную фазу (ядро), а часть в дисперсионную среду, находящуюся в молекулярном состоянии. Таким образом, по мере повышения температурь размеры радиуса ядра и толщины сольватного слоя могут проходить через экстремальные значения [14]. Ядро, состоящее из ассоциатов, при достижении максимальных размеров может распадаться на осколки, что ведет к образованию новых частиц дисперсной фазы, вокруг которых формируется сольватный слой и по мере изменения температуры для этих частиц характерны аналогичные стадии изменения размеров ядра и толщины сольватной оболочки. При высоких температурах и большой длительности нагрева внутри ядра может зародиться новая дисперсная фаза — кристаллит, представляющий собой надмолекулярную неябратимую структуру, обычно характерную для карбенов и карбоидов [14]. [c.26]

Расстояние между очагом плавления металла и соплом аппарата, соплом аппарата и обрабатываемой поверхностью, давление сжатого воздуха и газовой смеси, рабочее напряжение на дуге металлизатора определяют температуру распыляемых частиц, их скорость и степень окисленности (обусловливаемую продолжительностью их контакта с окружающей средой). От температуры и скорости распыляемых частиц в свою очередь зависят степень их дисперсности, сила удара о напыляемую по-нерхность, деформативность и скорость кристаллизации — факторы, обусловливающие формирование металлизационного покрытия, его плотность, прочность сцепления с подложкой и прочностные свойства. [c.224]

Образование того или иного типа дисперсной системы (или раствора) обусловливается теми же силами, которые определяют возникновение того или иного агрегатного состояния, т. е. интенсивностью межмолекулярного, межатомного, межионного или другого типа взаимодействия Разница заключается только в том, что образование агрегатного состояния индивидуального вещества обусловливается взаимодействием частиц одного и того же вещества, а образование дисперсной системы обусловливается характером и интеи-С1шностью взаимодействия частиц разных веществ. [c.125]

Образование эмульсий связано с поверхностными явлеЕгиями на границе раздела фаз дисперсной системы, прежде всего поверхностным натяжением — силой, с которой жидкость сопротивляется увеличению своей поверхности, Известно, что поверхностно — ак— тивные вещества (ПАВ) обладают способностью понижать поверхностное натяжение. Это свойство обусловливается тем, чтодобав — /ение ПАВ избирательно растворяется в одной из фаз дисперсной системы, концентрируется и образует адсорбционный слой — Геленку ПАВ на границе раздела фаз. Снижение поверхностного натяжения способствует увеличению дисперсности дисперсной фазы. [c.146]

Установлено, что при экстракции неполярными экстрагентами при гемпературах вблизи критического состояния растворителей также проявляется избирательная растворимость высокомолекулярных углеводородов масляных фракций. Обусловливается это тем, что с приближением температуры экстракции к критической про — исхо, ит резкое снижение плотности растворителя и соответственное ослабление прочности связей между молекулами растворителя и растворенных в нем углеводородов. В то же время силы дисперсионного взаимодействия между молекулами самих углеводородов при этом практически не изменяются. В результате, при определен — 1ГЫХ гемпературах внутримолекулярные силы углеводородов могут превысить межмолекулярные силы взаимодействия между растворителем и углеводородами и последние выделяются в виде дисперсной фазы. При этом, поскольку энергия дисперсионного взаимодействия является функцией от молекулярной массы молекулы, в первую очередь из раствора выделяются наиболее высокомолекулярные смолисто-асфальтеновые соединения, затем по мере повышения температуры — углеводороды с меньптей молекулярной массой. При температурах, превышающих критическую,из раствора выделяются все растворенные в нем соединения независимо от молекулярной массы и химической структуры углеводородов (рис.6.4). [c.221]

Магнитный метод газоводоочистки [5.18, 5.55, 5.64]. Сущность метода заключается в том, что дисперсная система с определенной скоростью пропускается через аппарат, в котором создается магнитное поле, в результате чего она приобретает новые свойства. В основе магнитного метода лежит магнитодинамика, изучающая законы поведения дисперсных ферромагнитных частиц в магнитных полях. Под действием сил поля можно изменить траектории движения частиц и отделить их от очищаемой среды. На практике магнитные силы чаще всего используют в сочетании с другими силами инерции, гравитации и т. д., что дает основание рассматривать в отдельных случаях магнитный метод очистки как дополнительный к известным основным методам отстаивания и фильтрации. [c.482]

При феноменологическом подходе структура указанных параметров постулируется на основе более или менее правдоподобных гипотез, а для нахождения коэффициентов, входящих в полученные соотношения, привлекаются экспериментальные данные. Метод осреднения дает возможность конкретнее и более обоснованно установить структуру указанных выше членов, связав их.с параметрами течения на уровне отдельных частиц (мелкомасштабного течения). Однако для того, чтобы связать эти параметры с параметрами осредненного движения фаз, приходится вводить достаточно приближенную схематизацию мелкомасштабного течения, поскольку точное определение локальных характеристик течения дисперсной смеси практически невозможно. Окончательный вид выражений для тензоров напряжений в фазах и силы межфазного взаимодействия в зависимости от способов осреднения и принятых схем мелкомасштабного течения оказывается различным. Кроме того, эти выражения могут быть получены аналитически лишь для предельньгх случаев движения дисперсной смеси, когда сплошная фаза — очень вязкая или идеальная жидкость. Поэтому в дальнейшем для определения структуры указанных выше членов будем использовать в основном феноменологический подход, привлекая лишь в некоторых случаях результаты, полученные аналитическими методами. [c.60]

При феноменологическом подходе для того, чтобы конкретизировать структуру членов 2,- и делают следующее предположение поверхностные силы, действующие со стороны окружающей среды на выделенный объем дисперсной смеси, воспринимаются только сплоишой [c.60]

Теоретические исследования силы сопротивления, действующей на твердую сферическую частицу, которая стационарно осаждается в дисперсной смеси и испытывает влияние окружаюншх частиц, начались ра-тами Смолуховского [22]. Как известно, точное решение этой задачи принципиально невозможно из-за необходимости удовлетворения граничных условий сразу на нескольких поверхностях. Поэтому Смолухов-ский предложил метод последовательных итераций, в котором краевую задачу можно бьшо решить в любом приближении, рассматривая каждый раз граничные условия только на одной из частиц. Этот метод получил название метода отражений и позволил решить целый ряд задач, связанных с гидродинамическим взаимодействием частиц друг с другом и со стенками канала [22]. Метод основан на линейности уравнений Стокса, описывающих установившееся течение вязкой жидкости, когда значение критерия Рейнольдса, рассчитанное по диаметру частицы, мало по сравнению с единицей. Решение задачи обтекания частицы в облаке, состоящем из N частиц, ищется в виде суммы основного возмущения, вносимогг) в поток произвольно выбранной (пробной) частицей, и последовательных, ,отражений этого возмущения от имеющихся в наличии поверхностей [c.64]

Полученные уравнения сохранения принципиально не отличаются от уравнений (2.3) (2.4). Однако усреднение микроскопических" реоло гических соотношений позволяет получить конкретные выражения для среднего тензора эффективных напряжений в дисперсной смеси 2 и средней силы межфазного взаимодействия Д .д. При этом оказывается, что макроскопические реологические соотношения, получаемые [c.69]

Еще менее изученной является наследственная сила, учитывающая эффекты памяти при нестационарных течениях дисперсных смесей (сила Бассэ). Выражение для этой силы в дисперсной смеси с хаотическим расположением частиц, полученное с использованием методов самосогласованного поля в работе [119] для умеренно концентрированных суспензий при условии Ке 1, имеет вид [c.85]

Аналогичная ситуация имеет место и при прямоточном движении в направлении гравитационных сил для Iv o со (рис- 2.4, в и г) с той лишь разницей, что второй режим реализуется при поддержании концентрации дисперсной фазы на выходе из канала в пределах от до Равновесное состояние i/), ,,, так же как и fi ° формируется от точки ввода дисперсной фазы вниз по потоку частиц. Этот факт может служить подтверждением сделанного вьиие предположения, что равновесное состояние ipin является одним из состояний первого режима. При Iv qI > >lv ol прямоточное течение в направлении гравитационных сил существует только в виде первого режима, который формируется вниз [c.97]

ПО потоку частиц от точки ввода (рис. 2.4, д). При прямоточном течении против сил гравитации (рис. 2.4, е) второй режим, который в этом случае является единственным, формируется для частиц тяжелее сшюшной фазы вьпие точки ввода дисперсной фазы в нижней части аппарата. [c.98]

Волны, описываемые уравнением (2.125), обычно называют кинематическими [173]. Уоллис [94] предложил называть их волнами непрерывности (сплошности). Оба названия взаимно дополняют друг друга и отражают наиболее характерные особенности этих волн. Второе название указывает на то, что волны переносят некоторое непрерывное распределение вещества или состояния среды. Первое название введено для того, чтобы показать, что эти волны не связаны с динамическими эффектами, т. е. не определяются взаимодействием сил, как, скажем, звуковые волны в газах или гравитационные волны на поверхности жвдкости. Начало использованию теории кинематических волн для анализа нe тaц oнapныx явлений в дисперсных двухфазных потоках было положено в работах [94, 140, 174]. Наблюдение кинематических волн в пузырьковых потоках проводилось в работе [175]. [c.116]

Устойчивость решений систем уравнений вертикального дисперсного потока при различных способах записи силы межфазного взаимодействия с учетом давления в твердой фазе и касательных напряжений и без него для одномерных и многомерных возмущений исследовалась в ряде работ. Вначале это было сделано применительно к движению фаз в псевдоожиженном слое [136, 179—183], а впоследствии — применительно к отстаиванию суспензий [184-186] и движению пузырьков в жидкости [187, 188]. Вьгеод, который был сделан всеми исследователями, однозначен система дает расходящиеся во времени решения, т. е. иными словами, вертикальный дисперсный поток неустойчив. [c.134]