Течение жидкостей в тонких порах

Изменение структуры граничных слоев жидкостей вблизи лиофильных поверхностей влияет на скорость течения в тонких порах. При этом эффективная толщина граничных слоев чувствительна не только к состоянию твердой поверхности (ее лиофильности), но также к составу раствора и температуре. Так, повышение концентрации водных растворов электролита и повышение температуры ведут к разрушению особой структуры граничных слоев уменьшению их толщины и отличия вязкости от объемной (см. главу VII). Поэтому нельзя указать какую-то общую для всех случаев величину радиуса пор, где структурные эффекты должны проявляться. Например, для воды 0 водных растворов невысокой концентрации эти эффекты становятся существенными (при обычной температуре и давлении) в порах с радиусами менее 0,1 мкм. [c.309]

Скорость течения воды, даже через самые тонкие поры в жестких мембранах, прямо пропорциональна давлению для мембран из пористого стекла с порами радиуса 1 нм прямая Q — Р проходит через начало координат , течение воды описывается законом Пуазейля (XIV. 4). Эта зависимость иногда маскируется деформацией (часто — необратимой) структуры каркаса под давлением, напоминая течение пластичного тела (см. далее), наблюдаемой з глинах, почвах, грунтах и некоторых полимерных матрицах, а также встречным потоком жидкости (электроосмотическим), возникающим вследствие потенциала течения [15, 17]. [c.265]

Как уже отмечалось, проникновение жидких реагентов во внутренние области волокна протекает по двум механизмам диффузией молекул через плотные элементы материала и транспортировкой (течением) жидкости через капиллярные каналы и поры. Окорости проникновения по этим. механизмам резко различны. Скорость проникновения воды даже через тонкие аморфные пленки продуктов гидролиза целлюлозы путем диффузии может быть косвенно оценена из следующего эксперимента. [c.220]

Результатом действия поверхностных сил является изменение надмолекулярной структуры жидкости и состава растворенных в ней веществ вблизи границы с твердой подкладкой. Эти изменения распространяются на расстояния порядка 10 —10 сж, оказывая особенно заметное влияние на механизм и скорость течения в тонких пленках и порах. Рассмотрение процессов переноса в таких системах с чисто гидродинамических позиций становится недостаточным. Правильные результаты могут быть получены только при одновременном учете поверхностных явлений. [c.78]

Если известна удельная электропроводность жидкости, можно использовать результаты измерений потенциалов течения для определения -потенциала с помощью уравнения (21). В общем полученные таким образом значения -потенциала находятся в удовлетворительном согласии со значениями, которые определяются с помощью электроосмоса и других методов, но если применять диафрагму с тонкими порами, то получаются ошибочные результаты. Причина этого состоит в том, что вследствие влияния электроосмотических сил электропроводность раствора в порах диафрагмы, особенно в случае сравнительно разбавленных растворов, может заметно отличаться от электропроводности этого раствора в объеме [10]. [c.705]

Поглощение пластификатора на холоду тесно связано с пористостью как отдельных зерен, так и порошка в целом. Существует мнение [104], что впитывание пластификатора внутрь частиц ПВХ происходит почти мгновенно в момент соприкосновения или по крайней мере завершается настолько быстро, что этот процесс можно считать практически не зависящим от времени. Однако из рис. II.8 следует, что жидкости проникают в доступные для них поры не мгновенно. Метанол с течением времени заполняет наибольший объем пор, но заполнение это, особенно для морфологически неоднородного образца, в котором, очевидно, много зерен с тонкими порами, происходит чрезвычайно медленно (в течение нескольких суток). ДОФ заполняет наименьший объем пор, но насыщение наступает быстрее, хотя также занимает значительный промежуток времени, особенно для морфологически неоднородного порошка. н-Бутанол по скорости проникновения в ПВХ занимает промежуточное положение между метанолом и ДОФ. Эти данные [c.75]

Следует отметить, что равновесие (31) устанавливается в течение определенного времени, тем большего, чем меньше радиус пор. Это обусловлено тем, что скорость всасывания жидкости в очень тонкие поры весьма незначительна вследствие высокого вязкого сопротивления, определяемого по известному закону Пуазейля. [c.31]

Течение жидкостей в тонких порах [c.307]

Процессы мокрой обработки предопределяют адсорбционную способность и пористую структуру силикагелей. Они включают стадии синерезиса, кислотной обработки и обезвоживания. Большое влияние на структуру силикагелей оказывают условия созревания гидрогелей. Одним из методов регулирования структуры силикагелей является изменение глубины созревания их гидрогелей. Гидрогели, не претерпевшие синерезиса, образуют более тонкую структуру, чем вполне созревшие. С увеличением степени созревания гидрогелей, сформованных в нейтральной среде, наблюдается повышение адсорбционной снособности по бензолу. Насыпная плотность при этом уменьшается, но резко увеличиваются пористость и объем пор. В соответствии с этим сформованный гидрогель выдерживают в промывочном чане 1,5—2 ч в тех условиях, в которых он был сформован, т. е. в нейтральной формовочной воде. В течение этого времени происходит дальнейшее уплотнение мицелл (вторичная коагуляция) с образованием крупных агрегатов, сопровождающееся сокращением скелета гидрогеля и выделением из него интермицеллярной жидкости. От вторичной коагуляции зависят размеры образующихся агрегатов. [c.117]

Все последующие операции проводят в соответствии с общепринятой методикой цветного контроля. Для надежного выявления дефектов типа трещин, пор, волосовин пенетрант оставляют на поверхности изделия в течение 3—15 мин. Затем жидкость удаляют и на поверхность детали наносят тонкий слой белого покрытия, которое адсорбирует остатки красителя, не проникшего в дефект. [c.238]

Все последующие операции проводятся в соответствии с общепринятой методикой цветного контроля. Для надежного выявления дефектов типа трещин, пор, волосовин пенетрант оставляют на поверхности изделия в течение 3—15 мин. Затем жидкость удаляют и на поверхность детали наносят тонкий слой белого проявителя, который адсорбирует остатки красителя, проникшего в дефект. Состав проявителя также не отличается от распространенных спирт этиловый технический марки А — 1000 мл каолин — 400 г/л раствора. [c.77]

Тега временем приготовим крепкий раствор поваренной соли в дистиллированной воде и будем добавлять его к азотнокислому раствору металла до тех пор, пока не перестанут образовываться хлопья осадка. Далее в течение 10 минут будем нагревать жидкость на водяной бане, при этом очень тонкий осадок укрупнится и выпадут большие хлопья. Эти хлопья состоят из хлорида серебра, растворимость которого равна 1,5 мг на литр воды. Отфильтровав, отделим осадок от содержащего медь раствора п многократно промоем его теплой водой. Последние промывные воды не должны давать голубого окрашивания при взаимодействии с аммиаком [c.67]

Механизм явлений, связанных с фильтрационным эффектом, еще вполне не выяснен. По-видимому, происходит электростатическое взаимодействие молекул воды с твердой поверхностью, образование неподвижных слоев жидкости у поверхности пор и постепенное уменьшение того сечения пор, по которому жидкость течет свободно (рис. 3). У неполярных жидкостей неподвижные слои у поверхности пор не образуются или получаются- очень тонкими. При фильтрации воды происходит ориентация ее молекул, которая сохраняется в течение некоторого времени . Ориентированные молекулы не образуют толстых адсорбционных слоев и проскальзывают у твердой поверхности. Хотя в явлении фильтрационного эффекта еще много неясного, но его недоучет приводит к грубым ошибкам при определении свойств фильтрующих материалов. [c.16]

При течении в тонких порах растворов скорость фильтрации может изменяться в результате возникновения градиентов концентрации и электрического потенциала. Последнее явление, в частности, получило название электровязкости, поскольку оно приводит к кажущемуся росту вязкости жидкости в результате торможения фильтрационного потока встречным электроосмосом. В случае широких пор оба эффекта малы и не могут в заметной мере изменить картину [c.310]

Наличие поверхностного заряда вызывает изменения пуазейлевского характера течения жидкостей в порах за счет электрокинетических явлений. В достаточно тонких порах эти процессы осложнены необходимостью учета двух дополнительных эффектов возможного перекрытия диффузных ионных атмосфер и существования граничных слоев с измененными реологическими свойствами. Для щелевой модели порового пространства получены решения [30], позволившие оценить относительный вклад этих эффектов. Показано, что в порах шириною к при наличии граничных слоев размерами при условии (к/к ) < 50 основным фактором, влияющим на скорость переноса, является изменение реологических свойств. При (к/ко) > 50 преобладает влияние элек-тровязкостного эффекта. Пос.ледний играет также ведущую роль в порах с лиофобной поверхностью, вызывая снижение скоростей течения по сравнению с чисто пуазейлевской фильтрацией на 10—50%. [c.79]

В книге обсуждается роль поверхностных сил не только в статике, но и в кинетике. На основе неравновесной термодинамики проводится рассмотрение процессов переноса в тонкопористых телах и тонких пленках жидкостей. В таких системах дальнодействие поверхностных сил приводит к появлению новых кинетических эффектов, таких, например, как капиллярный осмос, обратный осмос и диффу-зиофорез, лежащих в основе ряда технологических процессов. Особенности течения жидкостей в тонких порах и пленках важны для понимания закономерностей фильтрации, капиллярной пропитки и диффузионного извлечения, сушки и многих других массообменных процессов. Совместный анализ процессов тепло- и массопереноса позволил развить теорию термоосмоса, а также теорию термокристаллизационного течения незамерзающих прослоек и пленок воды в промерзших пористых телах. Эта теория дала объяснение известных явлений морозного пучения грунтов и разрушения пористых тел при промораживании. [c.5]

Поле дальнодействующих поверхностных сил йзменяет состав и свойства жидкостей вблизи поверхностей раздела. Ясно, что эти изменения должны в той или иной мере влиять на протекающие здесь процессы массопереноса. К числу наиболее известных процессов переноса, обусловленных зарядом поверхностей,- относятся электрокинетические явления. Они не включены в эту главу в связи с тем, что составили содержание трех недавно вышедших монографий [1 —3]. Начнем дальнейшее изложение с менее известных явлений — капиллярного осмоса и диффузиофореза, впервые рассмотренных Дерягиным с сотр. [4]. Затем будут обсуждены явления фильтрации жидкостей в тонких порах и течение смачивающих пленок. В заключение этой главы обсуждается природа термоосмотического и термокристаллизационного течения жидкостей. [c.289]

Применение для описания распределения концентрации вблизи одиночных поверхностей и в тонких порах уравнений (Х.13) и (Х.29) оправдано тем, что расчеты капиллярного осмоса включают лишь подвижную часть адсорбционного слоя. Для этой (диффузной) части, находящейся в поле дальнодействующих поверхностных сил, теория дисперсионных сил может быть применена в достаточной мере корректно. Как известно, на адсорбцию первого слоя молекул заметным образом влияют также и короткодействующие силы, свя-ванные с перекрытием электронных оболочек и не включенные в 1акроскопическую теорию дисперсионных сил. Расчеты течения жидкости обычно предполагают неподвижность первого слоя молекул, что составляет физическую основу известного в гидродинамике граничного условия — условия прилипания. Исключение составляет лишь случай лиофобных поверхностей, когда становится возможным проскальзывание [19—23]. В тонких порах (шириной менее [c.298]

Явление термоосмоса — течение жидкости через капилляры или пористые перегородки под действием градиента температуры — связано с отличием удельной энтальпии жидкости в граничных слоях и тонких порах АН (эрг/см ) от объемных значений. Изотермическое течение слоев жидкости с измененной энтальпией создает избыточный поток тепла, порождающий градиент температуры в направлении течения. В соответствии с законами термодинамики необратимых процессов [7] должен существовать также и перекрестный эффект, а именно течейие жидкости в отсутствие перепада давления под действием градиента температуры, т. е. термоосмос. [c.322]

Для наполнения пипетку наклоняют под углом в 30—45°. Жидкость засасывают насосом до тех пор, пока она не дойдет до тонкого капилляра над расширением. Затем вакуум прерывают раствор под действием капиллярных сил поднимается до отверстия тонкого капилляра. Пипетку отнимают в наклонном положении, и, перед тем как возвратить ее в вертикальное положение для выливания раствора, жидкость, прилипшую к внешней стороне кончика б, вытирают фильтровальной бумагой. Для того, чтобы получить нужную скорость течения жидкости при выливании, требуется хорошо регулируемое давление. Маленькие пипетки этого типа наполняются автоматически, при прикосновении концом к раствору. Подобные пипетки постоянно хранят в вертикальном положении. Сделанные ранее указания по калибрированию простых пипеток пригодны и здесь. Однако нужно заметить, что для калибрирования пипеток небольшой емкости может окаваться более приемлемым следующий прием пипетку наполняют водой, затем воду выпускают, как обычно, оставляя нужное количество ее на внутренней поверхности пипетки. Пипетку быстро кладут в трубку для взвешивания и взвешивают после этого ее наполняют водой и снова взвешивают. [c.226]

Как было показано в работах Нерпина и Бондаренко с сотр. [5—9], ))еологическое поведение воды хорошо удовлетворяет модели вязко-пластической жидкости с весьма низким п )едельным напряжением сдвига О порядка 10 дин см . По этой причине неньютоновские свойства воды обнаруживаются лишь при течении в очень тонких порах. Решения, полученные для описания процессов фильтрации вязко-пластической воды в тонкопористых телах [5—7, 10], в том числе и с учетом распределения пор по размерам [И], находятся в удовлетворительном согласии с экспериментом. [c.165]

Представим объем пор осадка Уо в виде суммы двух объемов где — объем водопроводящих каналов и крупных проточных пор, У2 — объем тонких и тупиковых пор в межагре-гатном пространстве и в самих агрегатах частиц. Весь процесс Цромывки представим как процесс конвективной диффузии отмываемой примеси в объеме Ух с поперечным переносом примеси между объемами У и Уа, протекающим в условиях нестационарной гидродинамической обстановки в осадке. Нестационарность гидродинамической обстановки характеризуется тем, что относительная доля поперечного сечения осадка /=У1/Уо, занимаемая промывной жидкостью, является функцией времени I и пространственной координаты X. В дальнейшем предположим, что осадок обладает устойчивой структурой, однороден по толщине и может характеризоваться некоторой эффективной пористостью е, постоянной в течение всего процесса промывки. [c.396]

При некотором давлении PJ кгс/см наблюдается появление слабозаметного тумана в виде мельчайших прозрачных капелек жидкости. По мере осаждения они образуют неподвижный осадок, по внешнему виду напоминающий студенистую массу тонкого нетекучего налета. Естественно, давление Ръ при котором произошло выделение первых капелек углеводородной жидкости является давлением начала конденсации. Малое количество выпадающего конденсата с повышенным содержанием тяжелых углеводородов обуславливает его неподвижность. Нельзя считать, что еще не наступило двухфазное состояние системы, ввиду неподвижности конденсата. Известно, что при эксплуатации газовых скважин характерны крупные депрессионные воронки. С течением времени при давлении ниже Рх в малом радиусе вокруг скважины беспрерывно проходит свежий газ в огромных объемах, быстро увеличивая насыщенность пор до равновесного значения, и конденсат приобретает подвижность. [c.155]

При распылении жидкостей энергия главным образом затрачивается на а) образование новой поверхности, б) преодоление сил вязкости при изменении формы жидкости и в) потери, обусловленные неэффективной передачей энергии жидкости Энергия, необходимая для образования новой поверхности при разделении жидкости на капли радиусом г, равна Зу/гр на 1 г Для капечь воды диаметром 1 мк это составляет 0,43 дж (или 0,1 кал) Кроме того, требуется еще некоторое (вероятно, небольшое) добавочное количество энергии, обусловленное тем обстоятельством, что создавае мая в процессе распыления жидкости поверхность больше конечной поверхности образовавшихся капель Процесс образования капель протекает очень быстро, порой в течение нескольких микро секунд При этом скорость деформации жидкости очень ве тика и количество энергии, затрачиваемой на преодоление сил вязкости, должно быть значительным Если предположить, что вязкая жидкость вытягивается в тонкую нитку или пленку, которая распадается затем под действием поверхностного натяжения, образуя капли со средним диаметром равным толщине нити, то можно рассчитать минимальную работу необходимую для изменения формы жидкости По Монку , это можно сделать, приняв, что жидкость входит в широкий конец конической переходной области, равно мерно ускоряется в ней и покидает ее в виде нити Минимальная энергия, рассеиваемая в единице объема жидкости, равна [c.44]

Нерастворимые сульфаты превращаются в растворимое состояние путем сплавления с 4—5-мратным количеством кальцинированной соды или со смесью равных частей углекислых натрия и калия в платиновом тигле. Тонко измельченное вещество смешивают в платиновом тигле с содой, смесь покрывают тонким слоем соды и, закрыв тигель, сначала напревают на. маленьком пламени, чтО бы удалить воду, всегда содержащуюся в соде, а зате.м повышают постепенно температуру до тех пор, пока масса не. расплавится, после чего продолжают нагревание в течение 1/4 часа при той же температуре. Еще накаленный горячий тигель охлаждают быстрым погружением в холодную де-стиллированную воду, приче.м плав сжимается и большею частью лепко отстает от стенок тигля. Плав нагревают с небольшим количеством воды на водяной бане до тех пор, пока он совершенно не распадется и. под палочкой не перестанут ощущаться твердые комочки, после чего жидкость фильтруют. В фильтрате находится серная кислота в виде сернокислого натрия, (В остатке — щелочные земли в виде углекислых солей. Последние промывают несколько раз концентрированным раствором соды, затем 5%-ным раствором соды до исчезновения в промывных водах серной кислоты и только после этого промывают горячей водой до исчезновения и елочной реакции (стр. 298). Углекислые соли растворяются в азотной кислоте и раствор исследуют по стр. 305. [c.504]

Электроосмос. Движение жидкости относительно твердой поверхности в электрическом поле называется электроосмосом. Благодаря двойному электрическому слою твердая поверхность и прилагающая к ней тонкая пленка жидкости с плоской частью этого слоя заряжаются одним знаком, а остальной объем жидкости, содержащий диффузную часть двойного слоя,— другим знаком, что вызывает его движение в электрическом поле. Если приложенная электродвижущая сила равна Е, сечение капилляра, через который протекает жидкость или сечение пор равно q, расстояние между электродами равно I, диэлектрическая проницаемость жидкостн равна D и вязкость ее равна t , из условия равенства силы трения и приложенной электродвижущей силы, скорость течения и выражается следующим уравнением [c.700]

Рккровая масс-спектрометрия как метод анализа используется сравнительно недавно в течение последнего десятилетия. Если на первых порах этот метод главным образом применялся для анализа проводящих или полупроводящих твердых веществ высокой степени чистоты, то в настоящее время с его помощью осуществляется многоэлементный анализ жидкостей, образцов геологического, космохимического и биологического происхождения, легкоплавких металлов, стекол, керамик и т. п. Например, американскими и советскими исследователями были получены наиболее полные сведения о химическом составе лунного грунта. Особо следует подчеркнуть недавно открывшиеся возможности применения искровой масс-спектрометрии для послойного анализа тонких полупроводниковых и металлических пленок с высоким разряжением по глубине, что имеет большое значение для современной микрорадиоэлектронной технологии. [c.3]