Размер капель и поверхность контакта фаз

Фактор растекания. После помещения капли жидкости на горизонтальную поверхность происходит ее растекание. Растекание характеризуется увеличением диаметра (радиуса) площади контакта капли с твердой поверхностью. Абсолютная величина этого увеличения, не отнесенная к размеру капли, не может служить характеристикой процесса растекания. [c.129]

Эффективность первой стадии коалесценции (сбор) возрастает по мере приближения размеров структуры поверхности контакта к размерам капли [21]. Поэтому эффективность коалесценции капель вторичных дисперсий (d < 50 мкм) возрастает при уменьшении диаметра волокна насадки. [c.105]

Удерживающая способность для диспергированной фазы выражается отношением фиктивной скорости к действительной. УС увеличивается с увеличением количества поступающей в колонну диспергированной фазы и с уменьшением ее действительной скорости. Величина УС имеет существенное значение, так как наряду с размерами капли она является мерой поверхности контакта фаз в колонне. Если предположить, что диспергированная фаза, находящаяся в колонне, разделена на шарообразных частиц (капель) объемом Ущ, поверхностью и радиусом Rai, то уравнение (4-4)-можно написать в следующем виде [c.303]

Диаметр и число отверстий в распылителях. Эти величины имеют решаюш,ее влияние на начальный размер капли [формула (4-3)] и скорость потока. Выгоднее пользоваться большим числом малых отверстий, так как это дает большую поверхность контакта фаз. Диаметр отверстий и капель ограничивается скоростью свободного движения последних в сплошной фазе [формула (4-2)]. Малое число отверстий приводит к вредным явлениям, описанным выше. Рекомендуется диаметр отверстий в пределах 1,5—8 мм, скорость истечения не больше 0,1 м/сек при острых краях отверстий [64]. [c.310]

Влияние размеров насадки на массообмен представляет собою равнодействующую ее влияния на диаметр капли и скорость ее движения. Эти величины определяют удерживающую способность и поверхность контакта [уравнение (4-9)]. Скорость движения жидкости равномерно уменьшается с сокращением размеров насадки, например диаметра колец Рашига, и оказывается наименьшей для насадки наименьших размеров. Это влияние обычно сильнее сказывается на скорости движения, чем на диаметре капель, и поэтому, если размеры насадок ниже критических, поверхность контакта фаз наибольшая и массообмен идет быстрее всего, несмотря на увеличение диаметра капель. Такая зависимость установлена для колец Рашига и [c.327]

Исходя из сложной природы механизмов коалесценции представляется интересным связать два вида коалесценции как отношение их времен для оценки фазового разделения в зоне плотной упаковки капель дисперсной фазы в системе жидкость—жидкость. Обычно предполагается, что в дисперсном слое переменные, влияющие на коалесценцию капля—капля и капля—поверхность раздела, одни и те же для данного размера капель. На этой основе возможно дать теоретические выражения для времен контакта. Так, уравнение для времени стенания пленки в модели жесткая сфера—плоскость записывается [39] [c.292]

Для проведения массообменных процессов используются также жидкостно-газовые струйные аппараты (см. 6.3.8 и 6.7.4), особенностью которых является высокая поверхность контакта фаз. В этих аппаратах жидкостная струя, вытекающая с высокой скоростью из сопла, сначала дробится на капли, затем капли тормозятся, передавая кинетическую энергию эжектируемо-му газу. При этом концентрация капель в потоке растет, достигая критического значения, и происходит инверсия фаз — газ переходит в дисперсную фазу, а жидкость — в сплошную. Образующиеся капли, а затем и пузырьки могут иметь размеры порядка сотен микрон. [c.48]

При массообмене между жидкостью и газом поверхность контакта фаз можно увеличить за счет измельчения массы жидкости. Чем меньше размер капель, тем больше удельная поверхность контакта. Для увеличения поверхности контакта разработано множество приспособлений. Во многих из них распыление жидкости достигается за счет скоростного напора газа, проходящего через контактные элементы. При этом газ проходит через жидкость не сплошным потоком, а в виде пузырьков, благодаря чему создается поверхность контакта. Количество пены, образующейся при прохождении газа через жидкость, ограничивается уносом жидкости с газовым потоком, что приводит к уменьшению эффективности контактного элемента. Сочетание скорости потока газа и размера капель жидкости должно быть таким, чтобы капли вновь возвращались в массу той жидкости, из которой они попали в поток газа. [c.126]

Смачивающий режим взаимодействия капель. В этом режиме на охлаждаемой поверхности отсутствует пленка, и капли, достигая поверхности и взаимодействуя с ней, образуют пятна жидкости размером 3—4 мм. С увеличением температуры поверхности размеры пятен уменьшаются. Коэффициент- теплоотдачи при таком режиме охлаждения относительно высок. Интенсивность отвода теплоты здесь определяется температурой поверхности пластины и характеристиками потока диспергированной жидкости скоростью капель, их размерами и концентрацией капель в объеме струи. Скорость и размер капли определяют площадь пятна жидкости, концентрация капель — долю поверхности пластины, покрытой каплями, а температура поверхности — скорость испарения пятна. Экспериментально получено, что коэффициент теплоотдачи пропорционален можно предполагать, что интенсивное испарение на поверхности контакта капля — твердое тело приводит к возникновению усилия, обусловливающего отталкивание жидкости и в конечном счете недоиспользование ее массы.. [c.171]

В большинстве случаев элементы контактирующих фаз (часто это дискретная фаза — капли, пузыри, — распределенная в сплошной иногда — пленки и струи) в ходе процесса изменяют свои размеры и форму. Например, мелкие капли в результате действия сил поверхностного натяжения близки к сферам, крупные — могут быть существенно деформированы. Кроме того, происходят постоянное разрушение капель и пузырей и их коалесценция. В расчете поверхности контакта фаз здесь чаще всего нет определенности, используются приближенные модельные представления или качественные оценки. [c.737]

Если скорость процесса в системе ж — ж полностью контролируется скоростью реакции, то она не должна зависеть от поверхности контакта фаз и, следовательно, от степени перемешивания. Однако это не всегда справедливо. Процесс, который, как кажется, не зависит от перемешивания, при скорости особенно выше средней, не будет контролироваться только химической кинетикой. Как указывалось при обсуждении нитрования ароматических соединений, любое возрастание межфазной поверхности за счет перемешивания будет сопровождаться уменьшением размеров капель. Это приведет к снижению коэффициента массопередачи в дисперсной фазе вследствие уменьшения внутренней циркуляции в каплях п взаимоде -ствия капель. Приведенные факторы могут компенсировать друг друга и тогда окажется, что процесс, контролируемый массопередачей, не зависит от интенсивности перемешивания. В результате единственно твердый вывод будет таким, если скорость процесса зависит от степени перемешивания, значит важны явления массопередачи. Принимается, что перемешивание достаточно для получения однородной дисперсии. [c.374]

На рис. 2.36 показана зависимость объемного коэффициента теплопередачи /(к, от расхода дисперсной фазы 1 д, из которой видно, что увеличение расхода сплошной фазы приводит к возрастанию Ку, что объясняется снижением относительной скорости движения дисперсной фазы и увеличением времени пребывания ее в колонне. Зависимости А у = / 1 д) имеют локальный максимум значений вследствие влияния на интенсивность межфазного теплообмена удельной поверхности контакта фаз, которая достигает максимальных значений при скоростях истечения, соответствующих значению Ше = 1,3. Таким образом, на интенсивность протекания процесса теплопередачи наибольшее влияние оказывает получаемый размер дисперсной частицы, относительная скорость движения капли в потоке сплошной фазы, удельная поверхность контакта фаз, а также соотношение расходов и динамическая удерживающая способность колонны по дисперсной фазе. Величина Ку связана с /(. следующим образом [c.132]

Поверхность контакта фаз в стадии полета капель в свободном пространстве аппарата определяется формулой (V.2) и зависит от дисперсности капель. Для ее определения капли улавливались на предметное стекло, покрытое слоем консистентной смазки, и затем их размеры определялись под микроскопом. В связи со сложностью определения поверхности массообмена во второй стадии процесса использовался модифицированный коэффициент массоотдачи Рг ф, связанный с истинным коэффициентом массоотдачи, отнесенным к газовой фазе, Pj, соотношением [c.170]

С учетом сделанных замечаний характер нагрузочной кривой можно объяснить следующим образом начальное уменьшение ВЭТС (сравнительно небольшое для колонн малого диаметра и более значительное для колонн большого диаметра) — результат устранения начальной поперечной неравномерности с увеличением нагрузки последующий рост ВЭТС вызван заметной визуально коалесценцией капель, вызванной увеличением числа столкновений при повышении нагрузки. При частично смачиваемой насадке одновременно увеличивается доля органического раствора, движущегося не каплями, а пленкой по поверхности насадки (при этом увеличение нагрузки не приводит к соответствующему увеличению поверхности контакта). Чтобы установить, снижается ли также коэффициент массопередачи при движении капель цепочками ( блокирование по Пратту), необходимы точные измерения размеров капель. [c.334]

Смачивание. Если каплю жидкости поместить на твердую поверхность, то через некоторое время (часто достаточно длительное) капля принимает форму, зависящую как от ее размеров и плотности жидкости, так и от характера взаимодействия жидкости с поверхностью. Поверхность контакта жидкости с плоской поверхностью ограничена линией, на- [c.67]

Физические свойства жидкостей. Для насадочных колонн размер капель пропорционален значению параметра (- /Арду/ чем больше значение этого параметра, тем крупнее капли и соответственно меньше поверхность контакта. Этот параметр, вероятно, является определяющим для немеханических экстракторов всех типов. В таблице рассмотрены две области значений указанного параметра. Меньшие значения не учитываются, хотя все типы немеханических экстракторов показывают в этом случае максимальную эффективность. [c.55]

Частицы нефтепродуктов контактируют с поверхностью загрузочного материала и за счет адгезионного взаимодействия образуют на нем пленку. Закрепление частиц зависит от их кинетической энергии (которая определяется размерами частиц и скоростью их движения), устойчивости эмульсии (временем жизни капли при контакте с поверхностью загрузки или уже образовав-щейся пленки) и свойств загрузочного материала (размеров гранул, их формы, свойств поверхности). [c.146]

Для повышения разделительной способности распылительных колонн имеет большое значение развитая поверхность контакта фаз, обусловленная высокой степенью раздробления дисперсной фазы [75], капли которой ие достигают, однако, эмульсионных размеров, соответствующих диаметру от 0,1 до 10 ммк [78]. [c.117]

Не влияя на скорость процесса, отнесенную к единице поверхности раздела фаз, поверхностное натяжение является одним из важных факторов, играющих роль при образовании поверхности контакта жидкости и газа. Чем ниже поверхностное натяжение, тем меньше затрата работы на образование межфазной поверхности и тем большая поверхность возникает при неизменном расходе энергии. В аппаратах барботажного типа и при абсорбции газа каплями жидкости в оросительных аппаратах поверхностное натяжение влияет на размеры образующихся пузырьков газа или капель жидкости, т. е. является фактором, от которого зависит величина абсорбирующей поверхности в единице объема аппарата, а следовательно и интенсивность процесса, — понижение поверхностного натяжения интенсифицирует процесс. [c.106]

Простейшее взаимодействие жидкости и газа - барботаж последнего через жидкость (рис. 2.81,г,д) и разбрызгивание жидкости в газе (рис. 2.81,е). Интенсивность взаимодействия фаз при барботаже зависит от скорости всплытия пузырей и их размера. Скорость всплытия определена фавитационными силами и потому офаничена. Размер пузырей можно варьировать в офаниченных пределах - в свободном барботажном слое мелкие пузыри сливаются, а крупные - неустойчивы и быстро распадаются. Объемный коэффициент массообмена в свободном барботажном слое, как правило, не превышает величины 0,3 с . Мелкие пузыри, размер которых зависит от выходного отверстия в барботере, удается сохранить в тонком слое жидкости. Это удобно сделать в многослойном реакторе как с переливными устройствами (рис. 2.81,ж), так и с ситчатыми провальными распределителями потока - тарелками (рис. 2.81,з). В реакторе с разбрызгивателем (рис. 2.81,е) мелкие капли более устойчивы в размерах, но скорость их падения определена силами фавита-ции и захватом потоком газа (особенно для мелких капель). Массообмен между фазами можно интенсифицировать, если жидкость диспергировать специальными форсунками они значительно развивают поверхность контакта фаз и скорость их движения. Но это же добавляет трудности в последующем сепарировании газа и жидкости. [c.167]

Для количественной оценки механизма разрушения пены на твердой поверхности изучали влияние площади соприкосновения капли к-валериановой кислоты с пеной на внутреннюю поверхность образующейся при этом полости [70]. Внутреннюю поверхность полости рассчитывали как поверхность шарового сегмента по экспериментально определенным значениям диаметра и высоты полости . Были получены следующие размеры внутренней поверхности полости в зависимости от площади контакта капли к-валериановой кислоты с пеной, приготовленной из 1%-ного водного раствора смеси сульфонола НП-1 и тринатрийфосфата (весовое соотношение 1 1) [c.235]

В [2.32] производилась скоростная киносъемка взаимодействия капли радиусом примерно 1 мм с поверхностью полированного золотого цилиндра диаметром 15 мм и высотой 5 мм, нагретого до температуры 400 °С. По кадрам киносъемки был измерен максимальный радиус расплющенной ударом капли, а также время от начала контакта неискаженной капли до полного восстановления первоначальной формы (момент отрыва). Приводятся данные по трем опытам с каплей одного и того же размера Дк — = 1,15 мм. В соответствии с терминологией, принятой в данном изложении, время контакта, измеренное в [2.32], примерно соответствует удвоенному времени деформации 2то. Ниже приведены экспериментальные данные [c.103]

Возвращаясь к исходной проблеме этого обзора — к проблеме малой фазы, можно сделать следующее замечание. С позиций формальной термодинамики рекомендованное Гиббсом введение линейного натяжения (и соответствующих избытков) (1, стр. 288] решает вопрос описания систем с трехфазным контактом для тех случаев, когда размеры фаз достаточно велики. При молекулярно-статистической трактовке этого случая, однако, положение значительно сложнее, чем в случае двух фаз. Например, для капли в парах без особой потери точности можно применять параметры больших фаз (например, поверхностное натяжение), рассчитывая их только с учетом ближайших соседей. В случае линейного натяжения в наиболее важных случаях относительно больших углов контакта 0 . в области, где встречаются три поверхности без пленки заметной толщины (или ньютоновской пленки) расстояния между поверхностями доходят до молекулярных. При этом учет взаимодействия молекул всех трех фаз в этой зоне становится обязательным. Таким образом, эффекты типа расклинивающего давления в тонком слое выступают здесь со всей силой. Однако простое сведение проблемы к проблеме тонкого слоя вряд ли допустимо, так как расстояния между поверхностями всех трех фаз в зоне контакта между ними одного порядка. [c.298]

При больших нагрузках по жидкости, однако, увеличение Ь может привести к перегрузке переливов жидкостью. Можно принимать интенсивность потока I жидкости на решетке в пределах от 0,15-=-0,2 до 6- 8 м /(м-ч). Но предельных значений следует избегать. Уменьшить или увелич1ить г можно изменением длины суммарного периметра слива в поперечном сечевии аппарата. Для этого следует соответственно увеличить или уменьшить число параллельно работающих решеток (следовательно, уменьшить или увеличить ширину сливных перегородок). Желательно стремиться к меньшим значениям Ь, так как при этом исходный поток жидкости делится на большее число параллельных потоков меньшей интенсивности. Капли жидкости получаются меньшими по размерам, а поверхность контакта и коэффициент эффективности ступени контакта—соотаетственно большими. [c.203]

За время прохождения капли по колонне ее размеры могут подвергнуться серьезным изменениям. Эго зависит от наличия и типа насадки, от количества приложенной извне работы (колонны с механическим перемешиваниегл) и, наконец, от скорости сплошной фазы, повышение которой может вызвать слияние капель. Учитывая величину поверхности контакта фаз, желательно уменьшать размеры капель до допустимых пределов и по меньшей мере удерживать их на постоянном уровне. [c.302]

Установлено, что слишком большие скорости движения жидкостей приводят к ухудшению массообмена, поэтому во многих случаях может оказаться выгодным увеличение скорости только одной фазы. При увеличении количества диспергированной фазы размеры капель и скорость их отстаивания остаются вначале без изменений, количество же капель в колонне возрастает, следовательно увеличивается поверхность контакта и улучшается объемный массообмен. Если количество диспергированной фазы превышает некоторый предел, массообмен ухудшается. Это происходит в связи с тем, что при больших нагрузках и слишком больших скоростях истечения из отверстий распылителя капли имеют неодинаковые размеры и, соответственно, разную скорость, в результате чего часто сталкиваются и сливаются (т. е. уменьшается поверхность контакта). Если истечение жидкости из распылителя происходит нормально, то увеличение количества диспергированной фазы приводит в конце концов к захлебыванию колонны. Влияние количества диспергированной фазы тем заметнее, чем меньше диаметры отверстий для истечения. Подобные зависимости существуют и для сплошной фазы. При увеличении количества последней уменьшается скорость отстаива- / ния капель, увеличивается удерживающая способность, в этих условиях массообмен улучшается. При больших количествах сплошной фазы мелкие капли могут слиться в крупные, которые отстаиваются скорее, что уменьшает удерживающую способность и поверхность контакта и снижает коэффициенты массопередачи. [c.309]

В межтарельчатое сепарационное пространство вместе с потоком паров попадают капли жидкости различных размеров. Крупные капли, вследствие того что скорость паров в межтарельчатом пространстве меньше их скорости витания, как правило, под действием силы тяжести вновь возвращаются в слой жидкости. Мелкие капли, скорость витания которых меньше скорости движения паров в межтарельчатом пространстве, а также часть крупных капель, получивших большую начальную скорость, транспортируются потоком паров на вышележащую тарелку, что и приводит к их уносу. Концентрация капель жидкости в межтарельчатом пространстве убывает в направлении движения паров. Поверхность контакта фаз в сепа-рационном пространстве барботажных тарелок в основном определяется поверхностью капель жидкости, вклад которой в массообмен незначителен. [c.230]

Смачивание. Если каплю жидкости поместить на твердую повергхность, то через некоторое время (часто достаточно длительное) капля принимает форму, зависящую как от ее размеров и плотности жидкости, так и от характера взаимодействия жидкости с поверхностью. Поверхность контакта жидкости с плоской поверхностью ограничена линией, называемой периметром смачивания. В каждой точке периметра смачивания соприкасаются три фазы твердая, жидкая и газообразная (рис. 19). [c.47]

Образец с припоем помещали в специальную установку, обеспечивающую нагрев, освещение и горизонтальное положение образца. Образец размером 40 X 40 X 3 из меди М1 был фрезерован по краям и правлен на прессе. В центре образца по стороне 40 X 40 снизу сверлили глухое отверстие для горячего спая термопары. Поверхность образца обрабатывали наждачным полотном (№ 280 перпендикулярно к направлению съемки), травлением (в 10%-ном водном растворе персульфата аммония) и полировкой. Перед загрузкой в печь поверхность образца обезжиривали и на нее помещали припой в виде компактного куска, объемом 64 и 300—400 мм флюса. При загрузке в печь образец укладывали на подложку из нержавеющей стали, расположенную на уровне съемки и нагретую до температуры пайки. Температуру образца замеряли хромель — алюмелевой термопарой. При температуре несколько ниже температуры начала плавления припоя включали кинокамеру и на секундомере фиксировали начало съемки. Контактный угол смачивания и линейный размер капли в процессе растекания определяли при проектировании кинопленки на экран (X 6). По времени, фиксированном на секундомере, и записи температуры определяли температуру в контакте медной пластины и припоя в различные моменты его растекания. Для исследования были выбраны три припоя РЬ (С-000), практически не взаимодействующий с медью и цинком, вытесняемым из реактивных флюсов 8п (ОВЧ-000)— способное к химическому взаимодействию с медью и контактно-реактивному плавлению с цинком припой П0С61 эвтектического состава (61% 8п, РЬ — остальное, Гпл = 183° С), слабее взаимодействующий с медью, чем олово. [c.81]

Размер капли н.меет первостепенное значение для массопередачи. lau кат ои определяет поверхность фазового контакта. Поэтому U период обра.зовання капли важно знать 1) объем капли, как функцию времени образования и 2) поверхность каплн как фу нкипю ее объема. [c.325]

Массообмен к каплям обычно протекает в процессах экстракции, а его интенсивность определяется как внутренним, так и внешним диффузионным сопротивлением. В фавитационных экстракционных колоннах для эффективного массопереноса размер капель должен удовлетворять условию (6.10.4.1). В противном случае капли при всплытии сохраняют сферическую форму. Таким образом, реализация эффективного процесса массопереноса связана с дилеммой — получить высокую поверхность контакта фаз, т. е. уменьшить размер капель 5, или повысить коэффициент массоотдачи, т. е. увеличить 6. [c.598]

Краевой угол удобно измерять с помощью довольно простой установки, принцип действия которой состоит в проектировании Kiiii.iii на экран и г. мерении краевою yr.ia иа проекции кап.и). Для измерения краевого уг.ш можно использовать такл е катетометр — прибор для точного измерения и нтервала между двумя точками на расстоянии. По основным размерам капли (высота, радиус периметра контакта) рассчитывают краевой угол. Следует от.метить, что найти точное значение краевого vr.ia нелегко, главным образом из-за трудности получения чистой поверхности. Загрязнения (адсорбция ко.мпонентов воздуха, оксидные пленки, следы жиров и т. д.) сильно искажают результаты. Больщая чувствите 1ьность угла смачивания к загрязнениям часто используется для определения чистоты поверхности. [c.85]

Долгое время считалось, что основой влияния насадки на механизм массопередачи является дробление капель при ударах об элементы насадки и связанное с этим увеличение поверхности контакта фаз. Однако более детальное изучение изменения размера капель при прохождении ими слоя насадки [106—108] заставило пересмотреть это положение. При диаметре насадки, превышающем критические размеры, она вообще не оказывает влияния на размеры капель. Для насадки меньших размеров, хотя капли и принимают размер, характерный для данной системы, по прохождению достаточной величины слоя насадки, однако в ряде случаев наблюдается не дробление, а коагуляция капель. Влияние насадки носит, по-видимому, разносторонний характер. Прежде всего необходимо отметить, что наличие насадки резко снижает продольное перемешивание в колонне и тем самым повышает истинную движущую силу процесса. С другой стороны, наличие насадки увеличивает время пребывания капель в экстракционной зоне. Так, при заполнении колонны диаметром 170 мм шарами диаметром 25 мм коэффициент трения при прохождении диспергированной фазы возрастает в 2—3 раза [109]. При всплывании капель бензола в водной среде насадка кольца Рашига 15X15X2 мм увеличивает время контакта более чем в 6 раз [110]. [c.202]

При ограниченном смачивании жидкостью твердого тела обычно предполагается, что поверхность капли малых размеров сохраняет сферическую форму, а увеличение во времени площади контакта жидкости с поверхностью твердого тела связшо с постепенным уменьшением во времени краев(Зго угла, натекания Ощ=в I) до равновесного значения. Движущая сила такого процесса на единицу длины периметра смачивания определяется выражением [c.127]

Электрошлаковый процесс [Л. 33] (ЭШП) был разработан впервые Институтом электросварки имени Е. О. Патона АН УССР и прошел первые промышленные испытания в 1958 г. В сравнительно короткий срок этот процесс получил широкое применение для производства высококачественной стали в отечественной промышленности и за рубежом. Сущность процесса заключается в следующем (рис. 8-1). Расходуемый электрод 1 из переплавляемого металла погружается в слой жидкого электропроводящего флюса (шлака) 2, размещенный в водоохлаждаемом металлическом кристаллизаторе 3, к которому примыкает водоохлаждаемый поддон Переменный электрический ток, проходящий по электроду и шлаку, поддерживает последний в расплавленном состоянии. Часть тепла, выделяемого в шлаковой ванне, передается электроду, торец которого оплавляется. Капли металла, стекающие с торца электрода, проходят через слой шлака, очищаются в результате контакта с ним и формируются в кристаллизаторе в виде слитка 5, верх которого образует лунка жидкого металла 6. Размеры и форма слитка соответствуют размерам и форме внутренней полости кристаллизатора. В процессе плавки на боковой поверхности слитка образуется шлаковая корочка (гарниссаж) толщиной 1—3 мм, служащая естественной тепловой и электрической изоляцией слитка от кристаллизатора. [c.227]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология