Физические свойства граничного слоя

Физические свойства граничного слоя [c.69]

В литературе существуют данные о физических свойствах граничных слоев. Так, Гарди неоднократно подчеркивал обнаруженную им очень высокую механическую прочность граничных слоев, способных выдерживать нагрузки в млн. г/см . [c.69]

И. А X м а т о в А. С. Физические свойства граничных слоев с точки зрения структурной механики образующих их молекул. Там же. [c.19]

В книге описаны физико-химические процессы, определяющие перемещение нефти в пласте при ее фильтрации, рассмотрен механизм адсорбции активных компонентов нефти па твердых поверхностях формирование на их базе граничных слоев нефтей, обладающих аномальными свойствами приведены исследования физических и реологических свойств граничных слоев. Рассмотрены природа поверхностно-активных компонентов нефти и их влияние на фильтрацию нефти и коэффициент вытеснения нефти из пористой среды. Дано описание аппаратуры и методик постановки и проведения опытов по вытеснению в условиях пластовых давлений и температур. [c.2]

Пластическая деформация увеличивает физико-химическую активность поверхностных слоев, от которой зависит строение и свойства граничных слоев, протекание явлений физической и химической адсорбции, возможность схватывания соприкасающихся металлов, [c.11]

Анализируется природа лиофобных и лиофильных коллоидов и связанная с пей физическая природа их устойчивости. Рассматриваются экспериментальные исследования структурночувствительных свойств граничных слоев жидкостей вблизи лиофильных подложек. Обосновывается представление о граничных фазах образуемых некоторых жидкостей. Обнаружено необратимое изменение свойств таких жидкостей, как вода, спирты, жирные кислоты в процессе конденсации их паров иа поверхности твердых теп. Причина этого изменения, как показано для воды, лежит в образовании полимерных ассоциатов. [c.363]

Полученная замкнутая система уравнений, дополненная соответствующими граничными и начальными условиями, может служить основой для строгого исследования гидродинамики псевдоожиженного слоя. Отметим, что в указанные условия и уравнения входит большое число параметров, характеризующих физические свойства фаз слоя и внешние условия. В связи с этим ясно, что в рамках статистического подхода становится возможным непосредственно учесть влияние этих параметров на структуру потоков в слое. [c.343]

Основная специфика адгезионных соединений при подходе к ним с позиций кинетической концепции прочности должна, по-видимому, учитываться параметром [25]. Однако этот параметр применительно к адгезионным соединениям и композитам оказывается наиболее условным и сложным [25]. Это обусловлено, с одной стороны, спецификой структуры компонентов адгезионных соединений, а с другой, — физическим смыслом, придаваемым этому параметру. Параметр будучи структурно-чувствительной характеристикой, зависит не только от структурных особенностей полимера и подложки, но и от структурных свойств граничных слоев в зоне контакта компонентов. С другой стороны, параметр по своему смыслу является произведением коэффициента перенапряжения на активационный объем [3]. Коэффициент перенапряжения для адгезионного соединения — величина условная, так как она изменяется скачками при переходе от одного компонента к другому [25]. Активационные объемы также должны сильно различаться для компонентов соединения [25]. Придавая параметру в формуле (4.4) интегральное значение, необходимо помнить, что это грубое упрощение, [c.183]

Подводя итоги рассмотрения проблем образования адгезионных соединений полимеров с позиции термодинамического подхода, следует подчеркнуть, что, несмотря на сложность привлечения физически корректных понятий применительно к реальным объектам, теоретический анализ, основанный на ограниченном числе достаточно надежных данных, позволяет по меньщей мере качественно выявить общую картину явления, которая оказывается полезной для развития общих представлений об адгезии. Вместе с тем в рамках этого подхода принципиально не могут найти объяснения некоторые эффекты, связанные с ролью факторов реологической природы, наличием и спецификой свойств граничных слоев полимеров и т.д. Поэтому анализ теоретических закономерностей адгезии естественно предполагает необходимость дополнения термодинамических представлений молекулярно-кинетическими. [c.88]

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРАНИЧНЫХ СМАЗОЧНЫХ СЛОЕВ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ СТРУКТУРНОЙ МЕХАНИКИ ОБРАЗУЮЩИХ ИХ МОЛЕКУЛ [c.119]

В этой главе собраны работы, посвященные исследованию физических свойств воды в различных модельных и природных дисперсных системах, а также вблизи активных групп макромолекул и биополимеров. Сопоставление данных, полученных разными методами и для разных объектов, приводит к общему выводу об отличиях свойств воды в граничных слоях от ее свойств в объеме. Характер этих изменений существенным образом зависит от природы воздействующих на воду групп и поверхностей. Наиболее сильное влияние на структуру воды оказывают заряженные центры и полярные группы, способные к образованию водородных связей с молекулами воды. При этом оказываются важными эпитаксиальные эффекты — число и характер расположения активных центров на твердой поверхности. [c.6]

Явления, обусловливаемые молекулярным взаимодействием, играют большую роль в условиях нефтяного пласта, высокодисперсной пористой среды с развитой поверхностью, заполненной жидкостями, которые содержат поверхностно-активные вещества. Однако механизм этих явлений не познан настолько, чтобы при разработке нефтяных месторождений их можно было учитывать количественно. Использование изученных закономерностей в технологических процессах возможно лишь тогда, когда они описаны математически, с учетом основных факторов, определяющих эти закономерности. Решить такую задачу для нефтяного пласта трудно, так как геолого-физические и минералогические характеристики пласта и свойства жидкостей и газов, насыщающих его, не постоянны. Как результат молекулярно-поверхностных эффектов на границе раздела фаз в нефтяном пласте наибольшее значение имеет процесс адсорбции активных компонентов нефти на поверхности породообразующих минералов. С этим процессом прежде всего связана гидрофобизация поверхности, а следовательно, и уменьшение нефтеотдачи пласта. Образование адсорбционного слоя ведет к построению на его основе граничного слоя нефти, вязкость которого на порядок выше вязкости нефти в объеме, а толщина в ряде случаев соизмерима с радиусом поровых каналов. В связи с этим уменьшается проницаемость и увеличиваются мик-ро- и макронеоднородности коллектора. [c.37]

Сформулируем граничные условия. Переход тепла и вещества от поверхности катализатора в основной поток происходит в результате внешней диффузии, которая характеризуется коэффициентами теплоотдачи а и массоотдачи р,.. Эти коэффициенты зависят от физических свойств смеси и компонентов, скорости движения потока, размеров и формы зерна и структуры зернистого слоя [c.40]

Анализ протекающих процессов затруднен, однако, тем, что свойства воды в дисперсных системах в результате ее взаимодействия с поверхностью частиц или со стенками пор отличаются от свойств объемной воды. Изучение свойств воды в дисперсных системах ведется уже давно, но лишь в последнее время благодаря развитию физико-химических методов удалось получить существенно новые и более полные результаты. Уточнены ранее сложившиеся представления о свойствах связанной воды. Это относится прежде всего к данным об ее плотности, которые чаще всего оказывались сильно завышенными. Как сейчас становится ясным, изменения плотности не превышают нескольких процентов от плотности объемной воды. Значительно меньшими оказались и изменения вязкости, сложились иные представления о неподвижности граничных слоев воды. Многие процессы переноса оказались более сложными, чем это представлялось ранее. Это связано с выяснившейся необходимостью учета влияния образования и перекрывания в тонких порах диффузных адсорбционных слоев молекул и ионов, изменения физических свойств и структуры воды как функции расстояния от поверхности. Резко возрос в последнее время интерес к структурным силам, возникающим при перекрывании граничных слоев воды с измененной структурой. Эти силы, в добавление к молекулярным и электростатическим, играют важ- [c.4]

Обнаруживаемые изменения структуры воды в граничных слоях не только сказываются на ее физических свойствах, но [c.15]

Па структуру, свойства и количество остаточной нефти первого типа оказывают влияние также вязкость нефти, содержание в ней высокомолекулярных компонентов - смол, асфальтенов, кислот и так далее, то есть соединений, имеющих поверхностно-активные свойства. В результате физической и химической сорбции нефти и воды на поверхности нефтяного коллектора происходит образование граничных слоев, вязкость которых значительно превышает вязкость жидкости в свободном объеме. Граничные слои жидкостей на поверхности твердого тела обладают жидкокристаллическими свойствами, т.е. молекулы в граничных слоях расположены упорядоченно [8]. Толщина граничных слоев воды составляет около 0,1 мкм. Толщины граничных слоев нефти увеличиваются по мере роста её вязкости [1, 9-10]. Взаимодействие поверхностно-активных компонентов нефти с горной породой приводит к увеличению степени её гидрофобности, увеличению доли и повышению структурно-механических свойств пленки осп аточной нефти. [c.12]

При жидкостном трении поверхности трения разделены слоем масла толщиной >0,4 (х и смазочный слой подчиняется законам гидродинамики. При граничном трении смазочная пленка, разделяющая поверхности трения, состоит из нескольких слоев молекул масла, адсорбированных поверхностями трения. При жидкостной смазке износ отсутствует и коэффициент трения низок (-0,001), при этом последний определяется исключительно физическими свойствами масла (в том числе вязкостью), давлением и скоростью скольжения. На практике условия жидкостного трения встречаются крайне редко и узлы машин обычно работают в условиях граничного, полужидкостного и полусухого трения. [c.123]

Последующие исследования структуры и химических превращений золь- и гель-фракций каучука, развитие химии высокомолекулярных соединений и исследование свойств синтетических каучуков (СК) привели к заключению [1, с. 126, 215, 290], что различие между фракциями состоит не в степени агрегации коллоидных частиц, а в величине молекулярной массы и разветвлен-ности молекул, составляющих гель-фракцию. Одновременно было показано, что физические свойства вулканизатов (отсутствие растворимости и пластического течения, повышение эластичности и прочности и т. д.) хорошо объясняются и могут быть предсказаны на основании положения о соединении отдельных линейных молекул каучука химическими связями в единую пространственную сетку. В то же время попытки создать модельные связнодисперсные коллоидные системы с граничными сольватными слоями в случае каучукоподобных полимеров, которые обладали бы высокой прочностью, оказались безуспешными [4, с. 340]. [c.12]

Наибольшее теоретическое и практическое значение имеет агрегативная устойчивость коллоидных систем, т. е. способность частиц не слипаться и сохранять первоначальный размер. Агрегативная устойчивость определяется свойствами поверхности или поверхностного слоя на границе дисперсной фазы и дисперсионной среды, т. е. определяется поверхностной энергией или силами, действующими между частицами в поверхностных (граничных) слоях. Имеются две трактовки агрегативной устойчивости — термодинамическая и с позиций физической кинетики. [c.95]

В противоположность этому, построение теории лиофильных систем требует радикального расширения физического базиса — введения третьей слагающей расклинивающего давления, обусловленной перекрытием граничных слоев жидкости, структура и свойства которых изменены по сравнению с объемными под влиянием интенсивного действия поверхностных сил со стороны лиофильных смежных фаз. К сожалению, теория структурных и структурночувствительных свойств жидкостей (за исключением жидкостей, взаимодействие которых описывается радиальной функцией) находится в совершенно зачаточном состоянии и нет возможности развить теорию сил третьего рода , сколько-нибудь подобную теории сил ионно-электростатического отталкивания. Поэтому приходится идти индуктивным путем, основываясь на экспериментальном исследовании граничных слоев и сил, возникающих нри их перекрытии. [c.31]

Большая часть экспериментальных данных, касающихся изменения свойств граничных слоев полимеров на поверхности твердого тела, относилась к линейным полимерам, поскольку для них относительно легко можно наблюдать изменения свойств, вызываемые введением поверхности раздела. Значительно сложнее обстоит дело при переходе к кристаллическим и трехмерным полимерам. Ю. С. Липатов и Т. Э. Геллер [220, 221) нашли, что по мере возрастания густоты пространственной сетки полимера влияние поверхности на температуру стеклования делается менее заметным, о является следствием ожестчения цепей в результате увеличения густоты сетки. Для жестких полимеров типа ацетилцеллюлозы поверхность твердого тела также не оказывает влияния на температуры переходов 219]. Это, однако, не означает, что в системах в присутствии твердой поверхности не происходит структурных изменений в граничных слоях. Исследование изменений структуры и свойств граничных слоев в кристаллических и сшитых полимерах требует поиска новых физических методов исследования граничпых слоев. [c.168]

ЛИШЬ В слое малой глубины, прилегающем к поверхности. Физические и химические свойства этого граничного слоя в хемосорбционной системе очень похожи на свойства граничного слоя в кристаллических выпрямителях, изученные Шоттки [19], Моттом [20] и Давыдовым [21]. Это сходство навело на мысль о применении теории электронного равновесия между металлом и полупроводником в кристаллических выпрямителях к системам, включающим полупроводник и прилегающий к нему хемосорбционный слой. Хемосорбционное равновесие было теоретически рассмотрено с этой точки зрения Эгреном и Дюга [22], Хауффе и Энгелем [16] и Вейссом [23]. Энгель, Хауффе [17] и Вейс [24] провели анализ теоретических выводов, касающихся кинетики процессов хемосорбции и катализа. В следующей главе мы рассмотрим механизм образования граничного слоя при хемосорбции, следуя трактовке Энгеля и Хауффе [17]. [c.247]

Обнаруживаемые изменения структуры воды в граничных слоях не только сказываются на ее физических свойствах, но и вызывают изменение расклинивающего давления в тонкой прослойке [42, 43]. Этот эффект возникает при перекрытии граничных слоев с измененной структурой в достаточно тонких прослойках. Структурные изменения прослойки, происходящие при перекрытии, ведут к изменению ее свободной энергии Fs, которая становится функцией толщины прослойки /г. Термодинамическим следствием этого является появление структурной составляющей расклинивающего давления П5 = — др1/ дк)т, величина и знак которой зависят от характера происходящей при перекрытии структурной перестройки. Так как AFs = AHs—TASs (где ДЯ — изменение энергии межмолекулярных связей, а Д5 — изменение энтропии в прослойке при изменениях взаимной ориентации молекул, характеризуемой параметром порядка), знак производной дР /дк зависит от изменений энтропии и энтальпии прослойки воды при изменении ее толщины. [c.15]

Нефти различных месторождений и даже одного и того же месторождения по составу и физическим свойствам сильно различаются между собой (табл. 1), но всем нефтям в большей или меньшей степени присуща поверхностная активность. Еще в начале 40-х годов М. М. Кусаковым, П. А. Ребиндером, К. Е. Зинченко [88], а затем Ф. А. Требиным [178] было установлено, что фильтрация нефти в пористой среде сопровождается некоторым уменьшением расхода. Это явление указанные исследователи объясняли образованием на поверхности поровых каналов адсорбционных слоев полярных компонентов нефти, изменяющих молекулярную природу твердой поверхности и являющихся базой для формирования коллоидизированных граничных слоев нефти, отличающихся по реологическим свойствам от нефти, находящейся в свободном объеме. В результате этого явления уменьшается сечение фильтрационных каналов пористой среды и снижаются ее проницаемость и нефтеотдача. [c.5]

Структура граничных слоев при прочих равных условиях обусловлена физико-химическими свойствами образующих ее веществ. По А. И. Китайгородскому, в межмолекулярных взаимодействиях основную роль играет форма молекул, иначе говоря, их локальные микрополя, а не результирующие силовые направления. Межмолекулярные силы в полимолекулярных граничных слоях в большинстве случаев имеют физическую природу. Среди межмолекулярных связей физической природы особый интерес представляют водородные связи, энергия которых сравнительно велика ( 10 ккал/моль). Этот вид связи составляет одну из неотъемлемых характеристик межмолекулярного взаимодействия молекул углеводородов. Такая связь наблюдается во всех агрегатных состояниях она определяет многочисленные виды ассоциаций молекул. [c.68]

Эти данные подтверждают, что высокие смазывающие свойства реактивных топлив достаточно надежно можно обеспечить введением в них незначительных количеств (тысячных долей процента) поверхностно-активных веществ, таких как соединения типа сополимера эфиров метакриловой кислоты и спиртов С —С12 с метилвинилпиридином, соединения с гидроксильной (типа фенолов) или карбоксильной (типа жирных кислот) группой, т. е. носителями смазочной способности реактивных топлив являются небольшие количества поверхностно-активных веществ (естественных или искусственных), взаимодействующих с металлической поверхностью. Эти ПАВ накапливаются на поверхности металлов, образуя ориентированные граничные слои [4], связанные с поверхностными атомами металла силами физической или хемосорбционной природы, что и обеспечивает эффективную рраиичпую 1смаз1ку при трении. [c.80]

Как и в случае взаимодействия дисперсных частичек со связующим, геометрические и физические свойства поверхности волокна определяют ориентацию граничных слоев и структуру связующего, находящегося в объеме (в удалении от поверхности) (рис. 9-12). По данным [9-27], граничные слои связующего препятствуют накоплению повреждений в волокнах. С уменьшением адгезии этого слоя образование микротрещин в волокнах усиливается. По мере их накопления напряжения перераспределяются, а концентрация трещин продолжает увеличиваться. При превышении нагрузки на материал 0,85-0,9 его статической прочности, сохраняемость КМУП становится неудовлетворительной. [c.529]

Граничные (пристенные) слои жидкости, частично заимствуя физические свойства контактирующих фаз, характеризуются в этих условиях сдвиговой упругостью и повышенной вязкостью, переходя в иное агрегатное состояние - квазит-вердое или квазикристаллическое. Возникающие в дальнейшем на физически или химически адсорбированных молекулах, полимолекулярные граничные слои высокомолекулярных соединений могут достигать десятков и сотен микрометров и способны выдерживать весьма высокие нормальные нагрузки ( 10 Па), свойственные молекулярным кристаллам. [c.8]

К настоящему времени собран большой экспериментальный материал, позволяющий не только говорить о существовании граничных слоев, но и дать количественные оценки их физических свойств и толщины для различных жидкостей. Наиболее заметно структурирующее дальнодействие лиофильных поверхностей раздела при взаимодействии с ними полярных жидкостей, в частности воды, с которой мы и начнем рассмотрение. Приводянщеся ниже данные относятся к полимолекулярным пленкам и прослойкам, которые можно рассматривать как часть жидкой фазы, находящейся под воздействием поля поверхностных сил. Здесь не рассматриваются свойства адсорбционных монослоев, так как в этом случае затруднительно не толь- [c.194]

Задачей самостоятельной важности является также дальнейшее изучение одиночных, неперекрытых граничных слоев, а именно исследование их физических свойств и особенностей структурного строения, в ряде случаев приближающегося к жидкокристаллическому. Для этого потребуется разработать новые, более чувствительные методы физико-химического анализа и провести комплексные измерения разными методами для граничных слоев различных жидкостей вблизи хорошо охарактеризованных твердых поверхностей. [c.395]

Исследования по методике АНИ проводятся при пластовых температурах (80 С). В этом случае граничные слои воды с аналогичными свойствами практически разрушены. Следовательно, структурная составляющая расклинивающего действия почти отсутствует, поэтому весь процесс ингиб1ф0вания гидратации глин идет в основном за счет подавления электростатической составляющей расклинивающего давления П . При указанных температурах важным становится действие потенциалоопределяющих ионов. Либо процессы физической адсорбции еще превалируют над процессами десорбции, либо ингибирующий эффект усиливается в результате интенсификации процессов хемосорбции. [c.140]

Активность твердых тел, проявляемая в механохимических процессах, определяется элементами их реальной структуры (Г. И. Дистлер) электрически активными точечными дефектами, поляризационными мостиками между противоположно заряженными точечными дефектами, сопутствующими им электрическими микрополями. При воздействиях на кристаллы изменяется относительное число точечных дефектов а узлах решетки и междуузлиях, что сопровождается изменением периода решетки, возникновением монокристальных свойств у различных твердых или жидких граничных слоев, влияющих на протекание механохимических процессов. Такие слои, аморфные или поликристаллические, могут обладать упорядоченной информационной структурой. В этой связи активность твердых тел рассматривается как матричный процесс, запрограммированный в реальной электрически активной структуре. .. кристаллов-матриц . Обширная экспериментальная информация о природе процессов механической активации получена с помощью различных химических, физико-химических и физических методов [1, 3]. [c.49]

Приближенным аналитическим методом решена за ча о течении нелинейно-вязкоупругой жидкости на втором тепловом участке после смыкания тепловых пограничных слоев вплоть до сечения, начиная с которого температурный профиль при граничных условиях первого рода перестает трансформироваться по длине. Учитывается зависимость физических свойств от температуры и давления, а также диссипация энергии. Получены аналитинесйие выражения для полей скорости и температуры. [c.109]

Таким образом, для вычисления макроскопической скорости реакции, идущей на неравнодоступной поверхности, недостаточно знать химическую кинетику процесса и средний коэффициент массопередачи. Единственно строгим методом расчета, как отмечалось в п. 1, является решение уравнения конвективной диффузии в пограничном слое с граничным условием, учитывающим скорость химических превращений. Решение этой задачи для полубесконечной пластины, обтекаемой ламинарным потоком жидкости [1], показывает, что эффективная толщина пограничного слоя зависит не только от физических свойств потока и скорости его движения, но и от скорости химической реакции на поверхности. Приближенное решение той же задачи для газового потока с ламинарным и турбулентным пограничным слоем получено в работах [5, 6]. Попытки строгого решения задачи для тел более сложной формы, а также учета разогрева реагирующей смеси и поверхности катализатора за счет тепла реакции наталкиваются на серьезные затруднения.-Поэтому до сих пор все расчеты и исследования диффузионной [c.123]

Проведенные наш исследования тепла изических и механических свойств эпоксидных кошозиций, наполненных кварцевым песком, двуокисью титана, промышленным железом, базальтовым и стекловолокном, показали, что введение указанных наполнителей приводит к разрыхлению пространственной сетки в граничном слое. Это, в частности, подтверадается наличием расщепления процесса стеклования и уменьшением равновесного модуля высокоэластично сти. Для композйций, наполненных высокодисперсными порошками железа с мо-дифищрованной поверхностью, этот эф4>ект практически не наблюдается. При этом значительно улучшаются адгезионные и другие физические свойства. [c.139]

Физическая модель и система координат изображены на рис. 9. Рассматривается стационарное ламинарное течение жидкости с постоянными свойствами и пренебрегается влиянием диссипации. В качестве граничного условия на плоской поверхности задается некоторое постоянное значение температуры. Для того чтобы свести число определяющих параметров к минимуму, будем далее предполагать, что поверхность пластины является черной. Этот анализ без каких-либо зна- Рис. 9. Физическая модель и система чительных трудностей может быть координат в задаче о теплообмене в по-распространеннасерую поверхность. граничном слое "р" тении иоглощаю-Как и обычно, принимаем, что невоз- щего газа, [c.157]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология