Движение капли в электрическом поле

Рассмотрим теперь важный для приложения случай движения в электрическом поле капель эмульсии. В отличие от рассмотренного выше случая, электропроводность капель эмульсии может быть меньше или равна электропроводности внешней жидкости. Для такой системы внутри капли может существовать электрическое поле и условие (9.41) должно выполняться не только для внешней, но и для внутренней жидкости. [c.205]

В увлажнительной башне 4 газ орошается 5%-ной серной кислотой и влажность его увеличивается при этом капли тумана растут благодаря поглощению ими паров воды из газа. Это способствует увеличению их заряда, а следовательно, увеличению скорости движения в электрическом поле электрофильтра второй ступени 5. [c.93]

Из изложенного ясно, что тангенциальное движение поверхности капельного электрода вызывается двумя различными механизмами — механизмом вытекания и электрокапиллярным движением в электрическом поле. В 112 было установлено, что скорость тангенциального движения при любом заряде капли пропорциональна скорости движения при нулевом заряде y ax которая, в свою очередь растет со скоростью вытекания ртути из капилляра.- Скорость тангенциального движения выражается формулой (112,2 которая показывает, [c.581]

Осаждение большей части тумана (до 95%) происходит в первой ступени электрофильтров 3, куда газ поступает после второй промывной башни после первой ступени электрофильтров в газе остаются наиболее мелкие капли тумана. Чтобы улучшить условия осаждения тумана во второй ступени электрофильтров 5, газ увлажняется в увлажнительной башне 4, орошаемой 5%-ной серной кислотой. При этом повышается относительная влажность газа и размеры капель тумана увеличиваются в результате поглощения ими паров воды. С увеличением же размера капель повышается их заряд и увеличивается скорость движения в электрическом поле. [c.124]

Ранее отмечалось, что незаряженная капля приходит в движение только под воздействием неоднородного электрического поля. В отличие от нее капля, несущая собственный электрический заряд, перемещается и в однородном постоянном поле капля, заряженная положительно, движется по направлению поля капля, заряженная отрицательно, движется в противоположном направлении. В переменном однородном поле заряженная капля не перемещается, так как, получая чередующиеся импульсы, толкающие ее то в одну, то в другую сторону, и не поспевая за ними вследствие инерции, она практически остается на месте. [c.51]

Скорость движения капельки воды в нефтяной среде, возникающая в результате взаимодействия постоянного электрического поля и двойного электрического слоя, окружающего каплю, определяется формулой Гюккеля - Смолуховского [121 [c.51]

Механизм разрушения нефтяных эмульсий можно разбить на три элементарных стадии столкновение глобул воды слияние их в более крупные капли выпадение капель или выделение в виде сплошной водной фазы. Чтобы обеспечить максимальную возможность столкновения глобул воды, увеличивают скорость их движения в нефти различными способами перемешиванием в смесителях, мешалках, нри помош и подогрева, ультразвука, электрического поля, центробежных сил и др. Однако для слияния капель воды одного столкновения недостаточно, нужно нри помощи деэмульгаторов или др тим способом ослабить структурно-механическую прочность слоев, обволакивающих глобулы воды, и сделать их гидрофильными. [c.33]

Электризация углеводородного потока со взвешенной нерастворимой фазой недостаточно изучена. Выше было показано, что поток нефти в пласте представляет движение заряженных ионов. Если в этой среде появляется нерастворимая, взвешенная фаза, то заряженные ионы будут адсорбироваться на ней. При прочих равных условиях количество закрепившихся ионов будет тем больше и взвешенные капли воды, пузырьки газа или частицы песка, парафина, окалины железа получат тем больший заряд, чем больше концентрация ионов в потоке. Адсорбция заряженных ионов не может продолжаться беспредельно. Поскольку взвешенная нерастворимая фаза становится заряженной, вокруг капель, пузырьков или частиц создаются электрические поля, которые вначале противодействуют, а затем полностью прекращают дальнейшее закрепление заряженных ионов. Это наступает тогда, когда напряженность поля, созданного зарядом нерастворимой взвешенной фазы, становится равной напряженности пласта в данной его точке. [c.125]

Второе направление - зарядка и организация движения частиц воды в электрическом поле таким образом, чтобы капли воды ушли за пределы объема нефтепродукта. [c.4]

Скорость движения капель в электрическом поле в нефтепродукте определяется из равенства силы, действующей в электрическом поле на каплю, и силы сопротивления среды движению капли. [c.6]

Рис. 88, Схема движения капли ртути в растворе при наложении электрического поля.

Создание количественной теории полярографических максимумов 1-го рода встречает значительные математические трудности, которые вызваны главным образом сложными геометрическими условиями. Строгая теория тангенциальных движений была разработана для свободной капли в электрическом поле. Рассмотрим вначале идеально поляризуемую каплю (рис. 105, а). Если ртутная капля в электролите оказывается во внешнем электрическом поле, то она приходит в движение. Механизм этого движения отличается от механизма электрофореза, а скорость его может превышать скорость электрокинетического движения при равных условиях на пять порядков. Из-за наличия двойного электрического слоя ток, проходящий через раствор, обтекает каплю и распределение электрических силовых линий вне двойного слоя оказывается таким же, как и вблизи изолятора. Однако внутри капли благодаря металлической проводимости потенциал остается постоянным. Чтобы это условие выполнялось, скачок потенциала в правой части капли должен быть выше, чем в левой. В результате возникает градиент пограничного натяжения, который приводит к вихревым движениям в капле (рис. 105, б). Эти движения вызывают реактивное отталкивание капли от окружающей среды и движение положительно заряженной капли по направлению поля, а отрицательно заряженной — в обратном направлении. Скорость этого движения [c.193]

Рис. 105. Распределение силовых линий вблизи идеально поляризуемой капли (а) и движение положительно заряженной капли в растворе электролита под действием электрического поля (б)

Создание количественной теории полярографических максимумов 1-го рода встречает значительные математические трудности, которые вызваны главным образом сложными геометрическими условиями. Строгая теория тангенциальных движений была разработана для свободной капли в электрическом поле. Рассмотрим вначале идеально поляризуемую каплю(рис. 105,а). [c.205]

Если ртутная капля в электролите оказывается во внешнем электрическом поле, то она приходит в движение. Механизм этого движения отличается от механизма электрофореза, а скорость его может превышать скорость электрокинетического движения при равных условиях на пять порядков. Из-за наличия двойного электрического слоя ток, проходящий через раствор, обтекает каплю и распределение электрических силовых линий вне двойного слоя оказывается таким же, как и вблизи изолятора. Однако внутри капли благодаря металлической проводимости потенциал остается постоянным. Чтобы это условие выполнялось, скачок потенциала в правой части капли должен быть выше, чем в левой. В результате возникает градиент пограничного натяжения, который приводит к вихревым движениям в капле (рис. 105, б). Эти движения вызывают реактивное отталкивание капли от окружающей среды и движение положи- [c.205]

Схема установки, сконструированной Милликеном, изображена на рис. 1. Основной ее частью являлся электрический конденсатор, состоящий из латунных пластин I и 2, который находился в металлической камере 3, заключенной в термостат 4. При помощи распылителя 5 в камере создавался туман из маленьких капель масла. Через отверстие 6 в верхней пластине капли могли попадать в конденсатор. За их движением между пластинами конденсатора можно было наблюдать в зрительную трубу 7. Освещение находящегося в приборе воздуха рентгеновскими лучами (их источником служила трубка 10) вызывало ионизацию образующиеся в результате этого свободные электроны (или положительные ионы) попадали на капли масла, и капли получали электрический заряд е . Изменяя напряжение на пластинах конденсатора, можно было подобрать такое его значение, при котором сила электрического поля уравновешивала силу тяжести заряженной капли, и она оставалась неподвижной в поле зрения. Тогда [c.7]

При скорости съемки 600 кадров в секунду отмечено слияние в нефтяной эмульсии двух капель воды (d=0,055 и 0,070 мм) в момент подключения переменного электрического поля. К началу коалесценции (кадр, соответствующий 1/600 секунды) расстояние между ними становится менее 5 мк. Время коалесценции капель 1 и 2 при этом расстоянии не более 1/600 секунды, приобретение же каплей сферической формы занимает 1/100 секунды. При просмотре последующих кадров колебательных движений этой капли обнаружить не удалось (возможно, в связи с очень большой частотой их из-за малых размеров капли). Как видно, при подключении переменного электрического поля коалесцируют не все капли, а лишь некоторые из них. Аналогичные съемки с частотой 1500 кадров в секунду показали, что для капель размерами до 10 мк время достижения сферической формы при коалесценции составляет менее 1/200 секунды. [c.105]

В электрическом поле высокого напряжения капли эмульсии, имеющие заряд, деформируются и двигаются к противоположно заряженному электроду. Если ток переменный, то при движении между электродами капли консолидируются за счет разрушения пленок поверхностно-активных веществ и их оседание происходит быстрее. [c.499]

Наличие ряда общих свойств у различных по своей природе эмульсий позволяет сделать вывод о возможности совместного применения электрических и магнитных полей в целях повышения эффективности процессов при транспортировке и хранении нефти и нефтепродуктов. На водонефтяную эмульсию воздействовали магнитным и электрическим полями напряженностью до 48 кА/м и 10 В/см соответственно так, чтобы их силовые линии скрещивались. При изучении механизма воздействия полей со скрещенными силовыми линиями отмечается переход от направленного, ориентированного под углом к вектору напряженности электрического поля, движения примесей и частиц нефти к движению хаотическому, которому соответствует напряженность магнитного поля тем ниже, чем выше напряженность электрического поля. Электромагнитная сила действует не на саму каплю нефти, а на окружающую ее проводящую среду. Ускорение движения частиц нефтепродукта при наложении таких полей является результатом действия гидродинамических сил, возникающих при движении жидкости около частицы вследствие ло- [c.55]

После наложения электрического поля путем заряжения пластин, ограничивающих сверху и снизу пространство, в котором движутся капли масла, часть капель (не несущих электрического заряда) продолжала падать, как и прежде. Другие же капли, несущие электрические заряды, изменяли скорость движения и могли даже подниматься вверх под действием притяжения электрического заряда верхней, противоположно заряженной пластины. При этом замерялась изменившая- [c.57]

Определение отношения е/т вплотную подвело ученых к решению следующей задачи—установлению заряда электрона е либо его массы т. Заряд электрона установил в 1909 г. Милликен, поставив свой знаменитый опыт с капельками масла. В этом опыте (схематически изображенном на рис. 4.5) крошечные капельки масла распылялись между двумя параллельными металлическими пластинами и за движением капелек масла наблюдали с помощью микроскопа. Естественно, под действием силы земного притяжения капли должны были бы постепенно опускаться вниз, но Милликен обнаружил, что если в области нахождения капелек создать электрическое поле, поместив положительный заряд на верхнюю пластину и отрицательный заряд на нижнюю пластину, то можно добиться того, чтобы капельки масла оставались неподвижными. Это происходит при условии, что приложенное электрическое поле уравновешивает действие гравитационного поля. Зная величины этих полей, а также массу капельки масла и определяя размеры множества различных капелек, Милликен установил, что каждая капелька масла несет заряд, представляющий собой целое кратное от некоторого минимального заряда, который может рассматриваться как единица электрического заряда, т.е. электрон. Вычислив таким образом, что заряд электрона е = 4,80-10 электростатических единиц, нетрудно было найти из отношения е/т, что масса электрона m = 9,11-10 г. [c.58]

Скорость движения заряженной капли воды. Движение капли воды рассматривают только от внешнего электрода к внутреннему. В неоднородном электрическом поле она движется к внутреннему электроду под действием градиентной силы [c.130]

ДВИЖЕНИЕ КАПЛИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ [c.203]

Рассмотрим движение капли в растворе электролита под действием приложенного электрического поля [51]. Будем предполагать, что толщина двойного электрического слоя мала по сравнению с радиусом капли (1.о а), капля идеально поляризуема, т. е. на поверхности капли не происходит разряд или образование ионов, так что ток через каплю не протекает. Кроме того, считаем, что капля имеет сферическую форму. В разделе V будет показано, что капля под действием внешнего электрического поля может деформироваться, вытягиваясь вдоль направления напряженности поля и принимая форму эллипсоида. Подобное предположение справедливо, если напряженность внешнего поля не превосходит некоторого критического значения. Потенциал электрического поля описывается уравнением Пуассона (9.24) [c.203]

Сущность действия переменного электрического поля на эмульсию заключается во взаимном притяжении поляризуемых под влиянием поля капелек воды и их слияния в более крупные капли, быстро оседающие под действием силы тяжести. Основное же действие постоянного электрического поля заключается в движении капель воды вдоль силовых линий поля, что обусловлено избыточными электрическими зарядами капель (электрофорез), а также неоднородностью электрического поля, образуемого вертикальными цилиндрическими электродами. Это приводит к стремительному передвижению капель к электродам, на поверхности которых они скапливаются и под действием силы тяжести стекают вниз. В этом способе, применяемом, как правило, для малообводненных эмульсий, в которых капельки воды расположены сравнительно далеко одна от другой, силы взаимного притяжения капель играют второстепенную роль. [c.36]

Особенно интересно явление движения капли прямой эмульсии после выключения электрического поля или при перемене его полярности, которое до сих пор не было описано в литературе. Общеизвестно, что движение заряженных частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде возникает только при деформации двойного ионного слоя. Время восстановления равновесия после устранения источника возмущающих полей (электрического или гравитационного поля, поля сил давления) обычно измеряется долями секунд, поэтому стадии восстановления ионной сферы и ее влияние на движение частиц сравнительно мало. Если время релакса1№и г составляет минуты, а для некоторых систем часы, например для дисперсий в слабополярных и вязких средах, то избыток противоионов с одной стороны частицы и недостаток - с другой будут сохранять действие диффузионных сил на частицу в течение некоторого времени. Поэтому в дисперсных системах с больщими частицами и высокой вязкостью дисперсионной среды движение частиц может продолжаться знатательное время. Например, в касторовом масле с коэффициентом диффузии ионов О = 10 см /с капли ПМС-5 диаметром 2а = 1 мм после снятия поля напряженностью 2 кВ/см двигались в течение 3—5 мин. Время релаксации подобной капли составляет несколько десятков часов и знащпельно превыщает время ее движения. [c.23]

Анализ общей картины поведения капель прямых и обратных эмульсий в сильных электрических полях позволяет заключцть, что на характер поведения и движения частиц заметное влияние оказывают поляризащ -онные явления, развивающиеся около поверхности капли и в приэлектродных областях ячейки деформация капель, нелинейная зависимость V от Е, эффекты автоколебания капель в обратных эмульсиях и отталкивание от электрода в прямых. [c.25]

На уровне сегодняшних представлений о механизме эффекта в скрещенных полях особый интерес вызывает установленный автором рост эффекта разделения эмульсий в скрещенных полях с увеличением -по-тенциала капель, что находится в согласии с неоднократными напоминаниями автора о том, что при наложении полей электромагнитная сила действует не на саму каплю нефти, а на проводящую среду, окружающую частицу. В конце концов по поводу механизма воздействия скрещенных полей Ширшов приходит к следующему выводу ускорение движения частиц нефтепродукта при наложении скрещенных полей является результатом действия гидродинамических сил, возникающих при движении жидкости около частицы вследствие локальной неоднородности электрического поля и электрического тока. Величина этих сил тем больше, чем [c.55]

Е ертикальное движение нефтяной эмульсии, совпадающее с направлением силовых линий электрического поля, и отсутствие конвекционных потоков создают благоприятные условия для интенсивного столкновения и слияния капель воды, движущихся вверх, с оседающими каплями после их укрупнения в верхних слоях аппарата. [c.48]

Согласно соотношению (38.8) положительные и отрицательные максимумы должны располагаться симметрично относительно п. н. з. ртути. Такой результат получен для движения поверхности капли в электрическом поле, созданном из1вне. [c.195]

Согласно соотношению (38.8) положительные и отрицательные максимумы должны располагаться симметрично относительно т. н. з. ртути. Такой результат получен для движения поверхности капли в электрическом поле, созданном извне. Реальное электрическое поле, возни-каюш ее при разряде частиц на ртутной капле, не является симметричным. Поэтому отрицательный максимум 1-го рода появляется лишь тогда, когда потенциал [c.207]

Милликен в 1911 г. измерил заряд электрона, исследуя состояние заряженной капельки масла, помещенной между пластинами конденсатора. Заряженная отрицательно капелька притягивалась к положительно заряженной пластине, находившейся сверху если заряд на капле отсутствовал, она опускалась измеряя скорость ее движения в известном поле, можно было вычислить и значение заряда. Время от времени значение заряда менялось, так как капля поглощала ионы, возникавшие в окружающем пространстве под влиянием облучения рентгеновскими лучами. Тогда производилось повторное измерение. Эти опыты дали удивительный результат. Было установлено, что в природе существует минимальный электрический заряд, равный заряду электрона. Количество электричества в любом теле может увеличиваться или уменьшаться толькс на число, кратное этому заряду. В опытах Милликена количество электричества в капле масла никогда не изменялось на значение,, меньшее, чем заряд одного электрона. [c.17]

Роль электроповерхностных неравновесных сил в различных процессах, вероятно, весьма значительна. Деформация двойного электрического слоя может происходить не только под действием внешнего электрического поля (этот случай -будет рассмотрен в разд. 5 настоящей главы), но и при действии конвективных потоков жидкой среды, гравитационного поля, поля центробежных сил, ультразвукового поля, механических вибраций, броуновского движения. В частности, выло обнаружено влияние электрического поля, возникающего при оседании мелких частиц, на скорость седиментации. В. Г. Левичем и-А.-Н. Фрумкиным было указано, что вблизи поверхности капли, движущейся в жидкой среде, может возникать электрическое поле диффузионного происхождения. Поляризация ионных слоев, наступающая вследствие деформации двойного электрического слоя, обусловливает проявление дальнодействующих сил притяжения между индуцированными диполями. Наконец, Штауф наблюдал образование периодических структур из непроводящих кол.иоидных частиц, находящихся в переменном электрическом поле. Некоторые из этих эффектов более подробно рассмотрены в гл. IX. [c.197]

Рассмотрим сначала случай, когда направление вектора напряженности внешнего электрического поля Eg совпадает с направлением силы тяжести, т. е. с направлением вектора д. Тогда движение капли S2 относительно капли 5, можно рассматривать как плоское движение в меридиональной плоскости ф = onst сферической системы координат (г, 0, ф) (см. рис. 11.2). В этом случае задача оказывается симметричной по ф относительно оси 0,Z, и угол между направлением вектора Eg и линией центров капель совпадает с углом 0 сферической системы координат. Выражения для электрических сил, действующих на две проводящие заряженные капли, были получены в разделе 11.2. Проекции этих сил на оси г и 0 для каждой капли равны [c.317]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология