Эффекты обновления поверхности

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]

Следовательно, ингибирование механохимического эффекта достигается теми веществами, которые не образуют хрупких покров-I ных пленок и сильно хемосорбируются со скоростью, превышаю- щей скорость обновления поверхности при пластической деформации. [c.142]

Массоперенос в процессе жидкостной экстракции существенно ускоряется вследствие обновления поверхности контакта фаз при дроблении или коалесценции капель, что происходит практически во всех экстракционных аппаратах. Значительное влияние на массообмен оказывают поверхностные явления на границе раздела фаз. Вследствие градиента межфазного поверхностного натяжения сг возникает движение близко расположенных к границе раздела фаз слоев жидкости в направлении возрастания ст, приводящее к развитию межфазной турбулентности. Последнее приводит к ускорению массопереноса. В экстракционных аппаратах колонного типа часто большой вклад в массоперенос вносят концевые (или входные) эффекты. Входные эффекты особенно проявляются на входе в аппарат дисперсной фазы и при высокой скорости ее дробления на капли. [c.153]

Уменьшение коэффициентов массопередачи в конвективно устойчивом направлении переноса Линде объяснил эффектом успокаивания вихрей (сопротивление обновлению поверхности устойчивых системах. В более поздней работе [55 ную сетку между краем лопасти и поверхностью раздела фаз, Линде [c.241]

Так или иначе в них отыскивается коэффициент массоотдачи как функция сопротивления трения в газожидкостном слое или, иначе говоря, затраты энергии на обновление поверхности контакта. Перефразируя А. А. Гухмана [43], можно сказать, что авторы предложенных теорий считают, что сопротивление трения в газожидкостном слое не отделимо от массопередачи и является мерой того полезного эффекта, ради которого создается контактное устройство . В наиболее очевидной форме это положение представлено в уравнении (16). В самом деле критерий Кт является аналогом критерия Эйлера, выражающим отношение перепада статического давления в потоке к его кинетической энергии. [c.20]

С увеличением частоты вращения роторов резиносмесителя ускоряется процесс обновления поверхности смешиваемых материалов, увеличивается интенсивность механического воздействия на смесь, масса более часто делится между роторами и выступами камеры. Ф. Б. Губером установлена прямая пропорциональная зависимость между частотой вращения роторов и сдвиговыми усилиями, но не напряжением сдвига, которое не зависит от частоты вращения роторов в смеси. В связи с этим между частотой вращения роторов и временем смешения имеется обратно пропорциональная зависимость. Увеличение частоты вращения роторов с 40 до 80 мин сокращает цикл смешения на 30—50 % при сохранении свойств смесей, причем наибольший эффект имеет место при изготовлении мягких смесей. [c.41]

Известно значительное количество экспериментальных работ [19, 57, 159, 203—205], в которых показано, что система волн на поверхности жидкой пленки значительно повышает скорость массопереноса при абсорбции слаборастворимых газов. Одно из наиболее распространенных объяснений этого эффекта опирается на утверждение, что жидкие частицы движутся по замкнутым траекториям, и, таким образом, происходит обновление поверхности. Были предприняты попытки [107, 206] обосновать факт такого обновления путем решения уравнений Навье— Стокса в рамках ограничений подхода Капицы и теории пограничного слоя. Однако в работе [109] было показано, что этот подход не дает адекватных результатов вследствие использования некоторых некорректных приближений при записи основных уравнений. Более того, в условиях неустановившихся течений некорректно отождествлять траектории жидких частиц с линиями тока, как это было сделано в работе [107]. Решение полной системы уравнений двумерного движения, полученное в работе [109], показало, что обновление поверхности не возникает в условиях ламинарно-волнового течения пленки и при распространении двумерных регулярных волн на ее поверхности. [c.116]

Постоянное обновление поверхности электрода исключает эффекты пассивирования и отравления. Каждая капля имеет свежую гладкую поверхность, не зависящую от истории предыдущей капли, и окружена свежим слоем раствора. Таким образом, поверхностные условия хорошо определены, и исключается влияние времени. Площадь поверхности воспроизводима для каждого данного капилляра, и ее можно вычислить из веса капель. [c.358]

Как видно из работы, анализ составляющих эффекта пульсации позволяет даже при существующей пока неполноте данных делать обоснованные выводы о действительной роли отдельных факторов и отбрасывать распространенные неправильные гипотезы (например, объяснение интенсификации увеличением коэффициента массопередачи благодаря обновлению поверхности). [c.318]

Кинг акцентировал внимание на том, что значения среднего коэффициента ку по уравнению (5.41) окажутся заниженными, если на поверхности раздела фаз отношение Нку/к будет изменяться от точки к точке. Эти два эффекта стремятся компенсировать друг друга однако последний эффект может вызывать большие ошибки в случаях, когда возрасты элементов поверхности характеризуются широким распределением, приводя к сильным различиям кс по поверхности, как, например, в орошаемых насадках [78]. Если ку вдоль всей поверхности постоянна, то из модели обновления поверхности Данквертса (см. раздел 5.2) следует, что указанные эффекты уничтожаются, и уравнение (5.41) будет правильным. [c.207]

Эффект скорости иногда усугубляется абразивным действием твердых частиц, находящихся в виде суспензии, которые увеличивают разрушение (износ) за счет прямого механического действия подобно эффекту увеличения коррозии от непрерывного обновления поверхности корродирующего металла. Такое воздействие особенно опасно в насосах, смесителях и в системах трубопроводов. Существуют специальные приборы для определения возможности применения материалов в таких условиях [39]. [c.549]

В некоторых процессах обновлению поверхности способствуют конвекционные токи, вызываемые изменениями температур в результате тепловых эффектов реакций, а также изменениями плотности различных участков движущейся реакционной массы. [c.79]

Однако из-за сложности элементарных явлений, протекающих внутри зерна ионита на молекулярном уровне, и недостаточности информации о них, использование таких моделей для практических целей в настоящее время весьма затруднительно. Развитие элементарных явлений внутри отдельно взятых частиц ионита при неизменных внешних условиях будет неодинаковым, даже при допущении, что эти частицы во время их пребывания в аппарате не подвергнутся механической деструкции. По этой причине на втором этапе, как правило, используют обобщенную усредненную кинетическую модель ионного обмена на зерне ионита. Последняя характеризует перенос массы, энергии и импульса в гетерогенной системе через границу раздела взаимодействующих фаз и учитывает такие эффекты, как формирование и развитие пограничного слоя, изменение физико-химических характеристик фаз, которые вызывают обновление межфазной поверхности и, таким образом, интенсифицируют процессы межфазного переноса массы и определяют гидродинамическую обстановку в элементарном объеме. [c.93]

Теоретическое решение (6.32) не учитывает возможных эффектов неполного обновления жидкости у поверхности, ее частичного конвективного перемешивания и прочих реальных факторов, которые приводят к изменению величины численного множителя и появлению дополнительных геометрических симплексов в уравнении (6.32) [19]. [c.124]

Наконец, следует упомянуть, что Марруччи [20], работая на многосферном пленочном абсорбере, наблюдал на примере системы СОг — ЫаОН некоторые эффекты обновления поверхности типа рассмотренных в разделе 9.3. Полученные им результаты пока не совсем убедительны, так как эти эффекты имеют наибольшее значение только при очень высоких скоростях абсорбции, а при этом возможность образования бикарбоната вносит некоторую неопределенность в анализ данных. [c.141]

Кроме пленочной и пенетрационной теории был предложен ряд других моделей для исследования процессов массопередачн. Среди них, вероятно, наиболее интересной моделью является модель обновления поверхности . Теория обновления поверхности в форме частного сообщения была предложена Эндрю в 1955 г. [18]. Эта теория была опубликована Данквертсом [19]. Однако ее анализ приведен в статье, которая к большому сожалению опубликована в малодоступном издании [20], а рассматриваемая в ней работа — одна из лучших по химической абсорбции. Автор монографии вел переписку с профессором Данквертсом по вопросу обновления поверхности, а работы, в которых эта теория исследована в деталях, завершены в университете Неаполя [21]. В настоящей главе теория обновления поверхности обсуждается потому, что некоторые своеобразные эффекты, наблюдаемые в процессах абсорбции, сопровождающейся мгновенной реакцией, вероятно, объясняются механизмом обновления поверхности. [c.108]

Моделирование взаимосвязанных процессов тепло- массопереноса в химических реакторах осложняется тем, что физико-химические и кинетические характеристики сред, включая константу скорости химической реакции, зависят от температуры. Однако сопоставление характерных масштабов переноса тепла и вещества в нестационарных условиях, определяемых в рамках модели обновления поверхности, позволяет существенно упростить задачу [12,13]. Характерные значения коэффициентов температурощзоводности жидкостей щ)имерно на два порядка превосходят характерные значения коэффициентов молекулярной диффузии. Поэтому глубина проникновения тепла за промежуток времени, в течение которого элемент жидкости находится у границы ра.здела фаз, значительно превосходит глубину проникновения вещества. Это обстоятельство позволяе г при выводе выражений для источников субсташщй брать значения константы скорости реакции, коэффициента распределения и массоотдачи при температуре на границе раздела фаз. В свою очередь, эту температуру можно определить, записывая закон сохранения тепла в предположении о том, что источник, создающий дополнительный тепловой поток за счет теплового эффекта химической реакции, находится на границе. [c.81]

На основе полученных результатов Линде [55] выделил на графике (рис. 6-10) четыре области. Область А соответствует диффузионному режиму, где обновление поверхности сдерживается только силами трения. Здесь все линии параллельны, т. е. коэффициенты массопередачи постоянны и равны. Область В соответствует турбулентному режиму — гидродинамическая нестабильность приводит к более высокому коэффициенту массопередачи. Области С и О характеризуются гидродинамической устойчивостью. Однако в области С, отвечаюгцей конвективно неустойчивому направлению переноса, обновление поверхности облегчено, хотя и недостаточно для преодоления сопротивления, чтобы сделать систему неустойчивой. В области О направление переноса конвективно устойчиво, здесь возникает дополнительное сопротивление обновлению поверхности за счет эффекта успокаивания. [c.242]

СО2 от числа Рейнольдса водяной струи, направленной к плоской поверхности, то можло заметить убывание этого коэф шт.ивнта на порядок цри добавлении в жидкость поверхностно-актизных веществ (рис. 23). Такое уменьшение скорости массопереноса объясняется в основном, торможением поверхностного обновления и только в последнем случае расхождение кривых 3 и 4 является следствием небольшого диффузионно-барьерного эффекта. На поверхности с заторможенным обновлением имеем баланс сдвигового вязкого напряжения ЭУ/ Эхе- и градиента поверхностного натяжения 98/9 [c.107]

Аналитическая динамическая модель обновления межфазной поверхности ((уОЕМ) [4] дополняет широко известные в настоя дее время динамические модели обновления поверхности. Преимущество последних связано с возможностью получать с их помощью простые математические соотношения между характеристиками массо- и теп-лопнреноса и гидродинамическими параметрами. Однако недостаток этих моделей заключается в том, что они слишком общи, чтобы дать ясное однозначное описание гидродинамических величин. По этой причине они не могут помочь нам в объяснении механизма массопереноса, протекающего в усл овиях эффекта Марангони (МЭ). [c.112]

Первые два эффекта имеют место в системах с такой конфигурацией, при которой глубина проникновения поверхностшх движений мала по сравнению с глубиной жидких фаз, В этом случав в результате обновления поверхности жидкости изменяется коэффициент массопереноса. Эти два эффекта отличаются между собой тем. [c.196]

Так как СМБ блокирует зону реакции, ее скорость существенно замедляется. Возникает дополнительное сопротивление, которое порой значительно превышает фазовые диффузионные сопротивления. Эффект особенно ярко проявляется при экстракции через малообновляющиеся поверхности (ячейки Льюиса). В эмульсионном режиме, при большой доле дисперсной фазы, когда процессы коалесценции и редиспергирования обеспечивают значительное обновление поверхности, эффект ослабляется, но не исчезает. В этих случаях приходится фактически иметь дело с межфазной поверхностью, состоящей из свежих участков и из участков, покрытых пленкой, которые, естественно, не равноценны в реакционном отношении. На различных участках реакция протекает не только с разной скоростью, но и по различным механизмам. В связи с этим можно ожидать, что в зависимости от гидродинамической обстановки может меняться вклад того или иного механизма. [c.185]

Что касается внутренней отделки зданий, то здесь пластмассы, вероятно, будут царить безраздельно. Представим себе интерьер будущего стены и перекрытия облицованы звукоизолирующими пенопластами, расположенными как в сэндвиче между слоями металла, керамики, прессованного дерева или пластика ковровые покрытия для пола, поглощающие шаги трудновоспла-меняющиеся декоративные занавесы, люминесцентные светильники, закрытые пластмассовыми панелями, позволяющими создавать освещение любого желаемого цвета мягкая мебель из надувного пластика и другие предметы из не требующих ухода красивых искусственных материалов создадут совершенно новую жилую атмосферу. Стены могут быть оформлены ковровыми обоями толщиной 5 мм, СОСТОЯ1ЦИМИ из миллионов синтетических волокон, которые пронизывают ткань-подложку. Такие обои ЯВЛЯЮТСЯ отличным звукопоглотителем. Для обновления поверхностей, отделанных пластиком, достаточно удалить пластиковый слой. На освободившуюся чистую бумажную подложку можно наклеивать другую синтетическую пленку, создающую желаемый декоративный эффект. Для всех этих изделий особенно пригодны пластмассы группы поливинилхлорида, которые хорошо формуются, структурируются и устойчивы к действию влаги и жестких нагрузок. [c.207]

В большинстве гетерогенно протекающих процессов образующиеся в первый период на границе фаз продукты реакции могут задерживать дальнейшее течение процесса, препятствовать подходу свежей порции реагента. Поэтому непрерывный отвод продуктов реакции для обнажения реакционной поверхности и ускорения тем самым подхода новых молекул реагента во многих случаях дает очень большой эффект, увеличивая поверхность соприкосновения реагентов. В этом и заключается сущность обновления, или динамического развития, поверхности. Наиболее наглядным примером могут служить процессы разложения или растворения частиц твердого тела в жидкости. Если, например, подвергать разложению измельченный фосфорнокислый кальций серной кислотой с целью получения фосфорной кислоты, то образующиеся на поверхности частиц фосфорнокислого кальция корки или пленки гипса могут задерживать диффузию (дальнейшее проникновение) серной кислоты вглубь зерип фосфата. При непрерывном и интенсивном перемешивании реагентов корки и пленки разрушаются, облегчается подход свежей порции серной кислоты и значительно ускоряется процесс разложения фосфорнокислого кальция. [c.78]

В сосудах с мешалками, как указано в разделе УП-З, для устранения названного эффекта следует работать в проточных условиях с обязательным стоком жидкости непосредственно со свободной поверхности, что обеснечивает ее непрерывное обновление. Доп. пер. [c.259]

Неустойчивость поверхностных движений приводит к нелииб -ному ускорению массо- и теплопереноса. Эффект устойчивости Марангони гасит вихревые движения вблизи межфазной поверхности, возникающие при ее обновлении за счет вынужденной конвекции. [c.79]

Интенсификация диффузионных аппаратов возможна за счет турбулизации перерабатываемых потоков, непрерывного обновления межфазной поверхности, работы в режимах точки инверсии или близких к точке инверсии фаз создания пульсационных и циклических режимов. Необходимо так организовывать процесс массообмена в аппаратах, чтобы эффект продольного перемешивания был сведен к минимуму. На практике это достигается использованием мелкой насадки, при работе в режиме инверсии фаз, созданием однонаправленного движения потоков газа и жидкости в тарельчатых колоннах специальных конструкций и газо-жидкостных эмульсий на тарелках. [c.428]