Поведение слоев диаметром

При проведении электрохимических измерений возникает необходимость изготовления микроэлектродов, размеры которых лимитируются величиной ячейки и заданной плотностью тока. В ряде случаев изготовление микроэлектродов сопряжено с трудностями. Наиболее часто в электрохимических исследованиях применяют торцовый микроэлектрод, представляющий собой тонкую металлическую проволоку из исследуемого металла или сплава, запрессованного в стекло либо в другие непроводящие ток изоляционные материалы (фторопласт, эпоксидные смолы и т. п.). Образец нужного диаметра получают волочением предварительно прокатанной проволоки. Однако происходящие в результате подобной обработки искажения кристаллической структуры металла, возникновение наклепа, внутренних напряжений и т. п. сказываются в дальнейшем на электрохимическом поведении исследуемого электрода. Известно, например, что такие важные электрохимические параметры, как ток обмена, емкость двойного слоя и др. зависят от способа изготовления и предшествующей обработки металлического электрода. [c.71]

ПОВЕДЕНИЕ СЛОЕВ ДИАМЕТРОМ, 505 мм, ПСЕВДООЖИЖЕННЫХ ГАЗОМ [c.66]

Изучали поведение слоя глинозема, псевдоожиженного потоком фтора (разбавленного азотом) в просветах между цилиндрическими таблетками двуокиси урана (диаметром 13 мм и высотой 13 мм). При этом, по сравнению с обычным неподвижным слоем, были значительно улучшены тенлообменные свойства системы, [c.538]

Увеличение диаметра аппарата, по данным работ[44, 274], улучшает однородность псевдоожиженного слоя. Полученный в отдельных опытах [710] противоположный результат объясняется [247, 655], видимо, ухудшением газораспределения при увеличении диаметра аппарата. Наконец, в опытах с аппаратами, имевшими диаметр в пределах 26—80 мм, установлено [432], что диаметр аппарата не оказывает влияния на общую однородность псевдоожиженного слоя в целом. Заметим одновременно, что улучшение однородности псевдоожижения при переходе к аппаратам большего диаметра, установленное путем визуальных наблюдений за поведением слоя, возможно, является кажущимся. В сечении аппаратов большого диаметра одновременно движется большое количество газовых пузырей. Последние пересекают свободную поверхность слоя со сдвигом по фазе, сглаживая ее колебания и, следовательно, общие пульсационные характеристики в целом, что создает видимость более однородного псевдоожижения. Это, естественно, не означает, что увеличение диаметра приводит к улучшению локальной однородности в различных точках слоя. [c.129]

Опытами [362] с моделью диаметром 305 (см. стр. 573) было показано, что конструкция газораспределительного устройства оказывает влияние на поведение слоя почти по всей его высоте. На рис. Х1И-13, , В, Г представлены опытные данные, характеризующие индекс колебания колонны , расширение слоя и диаметр типичного пузыря в зависимости от конструкции газораспределительного устройства. Заметное расширение слоя наблюдается при применении конического распределителя и решетки с колпачками только в случае крупных фракций материалов, а при использовании пористой пластины — фракций всех размеров. Это объясняется более равномерным распределением ожижающего агента пористой плитой (при других распределительных устройствах образовывались каналы и застойные зоны). Пористая пластина, как правило, дает большое число мелких пузырей в сравнительно низких слоях, но в случае крупных фракций материала, аппаратов небольших диаметров и высоких слоев могут образовываться поршни частиц, как и при применении других газораспределительных устройств. [c.596]

Размеры пузырей, рассчитанные по уравнению (6.24) и приведенные в табл. 8, находятся, в общем, в соответствии с визуальными наблюдениями за поведением слоя мелких частиц в аппарате диаметром 254 мм. Эти размеры также неплохо согласуются с диаметрами пузырей, рассчитанными для слоев меньших диаметров, если предположить, что в этих слоях пузыри достигают предельного размера в соответствии с теорией, изложенной в пятой главе. [c.133]

Рассмотрим задачу о поведении слоя твердых частиц диаметром о, имеющего первоначальную толщину и не ограниченного боковыми стенками. Подобная схематизация кипящего слоя в реальном аппарате возможна только при условии, что продольная напряженность слоя тп влиянием стенок можно пренебречь. Будем предполагать, что в слое отсутствуют конвективные движения и среднюю макроскопическую скорость движения частиц V можно считать равной пулю. [c.78]

Результаты экспериментов по поведению слоя угольной пыли при прохождении над ним слабой ударной волны (М < 1.2, перепад давления 0.5 атм) представлены в работе [12]. Толщина слоя пыли 0.086 см, слой в одном случае выступал над поверхностью подложки, в другом - находился в углублении. Использовалась угольная пыль с диаметром частиц до 44 мкм. Приведены измеренные и расчетные распределения давления и скорости газа. Отмечено, что взаимодействие потока газа с поверхностью слоя приводит к его деформации, однако это не может трактоваться как следствие потери устойчивости поверхности. Указано, что слой остается вблизи поверхности, пока скорость га- [c.188]

В работе [18] исследовалось поведение слоя сыпучей среды, расположенного на торце вертикальной ударной трубы, под действием нормально падающих УВ. Рассмотрены также УВ, скользящие вдоль слоя, лежащего на нижней поверхности в ударной трубе с внутренним диаметром 50 мм и длиной 3 м. В качестве толкающего газа применялся азот или гелий, в камере низкого давления находился воздух при давлении 0,1 атм. Использовались плексиглас, песок и другие материалы с размером частиц 0.01, 0.1, 0.2, 0.3, 4.5 мм. Создавались слои насыпной плотности с объемной концентрацией частиц от 0.29...0.67. В работе приведены распределения давления на подложке, которые носят осциллирующий характер, что свидетельствует о прохождении и отражении ударных волн и волн разрежения в пористом слое от жесткой стенки, а также комбинированного разрыва между чистым газом и пористым слоем. Длительность превышения давления в первом колебании пропорциональна толщине слоя, а его амплитуда на жесткой границе (торце ударной трубы) в 8 - 9 раз превышает устанавливающееся равновесное при больших временах давление в слое, которое на 10...20 % меньше давления на жесткой стенке без слоя. Авторы указывают на аналогию между задачами о взаимодействии УВ со слоем насыпной плотности и с подложкой из пористого материала. [c.191]

Показано что экспериментальные данные по распространению малых возмущений в жидкостном псевдоожиженном слое являются гораздо более представительными для проверки уравнений движения, нежели данные о поведении полностью развитых пузырей. Были измерены скорости роста и распространения возмущений, а также доминирующая длина волны в ожижаемых водой высоких слоях стеклянных шариков разного диаметра при различной порозности слоя. Флуктуации порозности при различных условиях измеряли методом светопропускания. На рис. 111-4 в качестве примера представлены спектры сигналов, записанных на различных расстояниях от решетки в слоях шариков диаметром 1,27 мм. На рисунке отчетливо видны формирование и рост [c.93]

Кроме того, радиационная составляющая процесса теплообмена увеличивается по отношению к составляющей за счет перемешивания частиц, когда растет средний диаметр частицы [12]. В противоположность низкотемпературным системам максимальные коэффициенты теплоотдачи в высокотемпературных условиях нужно ожидать в более высоких газовых слоях, когда происходит энергичный барботаж пузырьков газа через слой. Это делает слой более разреженным, так что воздействие поверхности теплообмена может глубже проникать внутрь слоя, где меньше чувствуется влияние стенки на локальную температуру и поведение ядра слоя больше похоже па абсолютно черный излучатель. Приемлемая эффективная излучательная способность Вег между поверхностью и слоем при обычных обстоятельствах составляет около 0,7. [c.448]

Интересно отметить, что по сравнению с чистой жидкостью в дисперсиях волокон или растворах полимеров с длинными молекулами гидравлическое сопротивление при турбулентном режиме движения понижается. Это объясняется тем, что содержащиеся в жидкости длинные частицы уменьшают турбулентные пульсации и, таким образом, способствуют сохранению ламинарного пограничного слоя. При исследовании реологических свойств волокнистых суспензий выявлены три области различного их поведения. В первой области, характеризующейся низкой объемной концентрацией частиц, свойства потока определяются вязкостью сплошной фазы. С увеличением объемной концентрации частиц их инерционные и упругие свойства оказывают существенное влияние па поведение суспензий наряду с вязкостью сплошной фазы (вторая область). При больших объемных концентрациях частиц определяю- щим фактором становится взаимодействие их друг с другом, что приводит к структурированию, характерному для неньютоновских жидкостей. Более низкий коэффициент трения по сравнению с его значением для однородной жидкости наблюдается во второй области. Граница между областями зависит от формы частиц, характеризуемой отношением длины к диаметру/ = L/D, и их объемной [c.151]

Известно, что поведение частиц с размерами молекул, не превыщаю-щими 10—50 ангстрем (А), можно описать молекулярно-кинетической теорией. (1 А=10 см — примерно диаметру атома водорода). Необходимо 10—15 молекул, чтобы возникло различие в скоростях, достаточно близкое к нормальному распределению. Практически принято 20—30 молекул считать фазой твердой (или жидкой). Между молекулами металла и фазой электролита действуют силы притяжения или отталкивания. Эти силы действуют не только на один слой молекул. Влияние этих сил распространяется и в глубь фазы, как бы по эстафете, т. е. внешний слой молекул притягивается силами взаимодействия ко второму слою, второй — к третьему и т. д. В конце концов где-то на глубине четвертого—седьмого молекулярных слоев действие сил становится пренебрежимо малым. Представив так качественную картину взаимодействия электрода с электролитом, заметим, что твердая электропроводная частица, попав в пространство между пластинами анод—катод, приобретает электрический заряд и устремляется к электроду противоположного знака. При ударе о пластину заряд меняется на противоположный, и частица летит к другому электроду. Очевидно, можно подобрать параметры электрического поля в системе анод—катод таким образом, чтобы все частицы или по крайней мере большинство из них находились в режиме устойчивых вынужденных колебаний в пространстве между электродами. [c.101]

Диаметр пузыря не является явным параметром модели, описанной в предыдущем параграфе, но его поведение по высоте слоя позволяет качественно судить о характере зависимости Су- [c.65]

Таким образом, при расчете коэффициентов массопередачи в дисперсных системах со сравнительно небольщим газосодержанием, когда скорости движения группы пузырей определяются достаточно точно закономерностями поведения одиночного пузыря, можно использовать критериальные уравнения элементарных актов массопередачи со средне-объемным диаметром пузыря и средним временем их пребывания в слое. [c.86]

Рпс. 2. Поведение воздушных пузырей, искусственно созданных в псевдоожиженном слое свинцовых дроби диаметром 0,077 см. [c.117]

В том случае, когда диаметр аппарата с псевдоожиженным слоем достаточно мал, обычно наблюдается так называемый поршневой режим псевдоожижения [32, с. 170 107]. На рис. 13 пока-зань два типа поршневого режима псевдоожижения. Поршневой режим типа В обычно имеет место в аппаратах очень малого диаметра и здесь рассматриваться не будет. Исследование механического поведения такой системы можно найти в работе [37, с. 26]. Исследование поршневого режима типа А представляет большой интерес, поскольку в таком режиме обычно работают лабораторные установки с псевдоожиженным слоем. Теоретическое предсказание движения фаз в окрестности верхней части газовой пробки легче осуществить, чем для случая одиночного газового пузыря в псевдоожиженном слое большого диаметра в силу того, что, во-первых, точно известен диаметр пробки (он равен диаметру аппарата) и, во-вторых, кильватерная зона газовой пробки находится на значительном расстоянии от верхней части пузыря и не оказывает существенное влияние на движение фаз в этой области. [c.142]

В добавление к этим основным исследованиям необходимо было юлучить как можно больше сведений об основной природе факторов, определяющих качество псевдоожижеиия в слоях большого диаметра. Поведение слоя диаметром 305. м.и исследовали довольно подробно, причем такой диаметр был подобен тому, который применялся в экспериментах иа опытной установке. Исследования были проведены для выяснения влияния на процесс псевдоожижеиия некоторых факторов, обнаруженных в слоях большого диаметра. [c.6]

Из рисункбв У-26 следует, что результаты изучения конверсии в псевдоожиженном слое диаметром 460 мм даже при средних скоростях газа (например, около 10 м/с) можно объяснить, анализируя поведение пузырей в соответствии с теорией поршневого режима — уравнения (У,58), (У,59) и (У,60). Значительное отклонение экспериментальных данных от этой теории наблюдалось только в случае использования перфорированной решетки с 14-тью отверстиями при скорости Г/10 см/с (рис. У-26, а и б). Однако такая решетка при данной скорости газа отличается плохим газораспределением, причем в нижней части слоя могут возникнуть каналы. При увеличении скорости I/ до 20—30 см/с возрастает перепад давления в распределительной решетке и, видимо, улутахается газораспределение в этом случае экспериментальные данные по конверсии озона удовлетворительно согласуются с теорией поршневого режима. [c.213]

Число систематических исследований, посвященных влиянию конструкции газораспределительного устройства на поведение псевдоожиженного слоя, весьма невелико, хотя имеется значительное количество заводских данных для различных конкретных процессов. Грос [32] установил, что точка начала псевдоожижения лучше воспроизводится при использовании в качестве газораспределительного устройства пористой плиты, чем при использовании мелкой сетки с отверстиями, соответствующими 300 меш (просвет около 0,05 мм), или перфорированного диска. Роу и Степлетон [104] наблюдали поведение слоя при псевдоожижении газом в аппарате диаметром 305 мм, причем в качестве газораспределительного устройства последовательно применялись колпачковая решетка, конический диффузор и пористая плита. Авторы подтвердили, что пористая плита позволяет получить более равномерное расширение слоя, чем другие распределительные устройства, но способствует движению через слой большего количества пузырей, хотя и более мелких. Они также установили, что конструкция газораспределительного устройства оказывает влияние на поведение слоя почти по всей его высоте. [c.22]

Поведение слоя частиц, через который движется не жидкость,, а газ, отличается от описанного выше оно зависит от среднего размера частиц и от распределения их по размерам, от разности плотностей частиц и газа, от отношенпя высоты к диаметру слоя. [c.12]

По-видимому, первая из статей по движению частиц в кипящем слое принадлежит Даниэльсу [7], который описап механику потока на установках каталитического крекинга с пылевидным катализатором. Вслед за этим появилась статья Парента с соавторами [26], в которой описаны обширные экспериментальные данные, полученные при изучении кипящего слоя твердых частиц 30 различных типов и прохождении через слой разнообразных газов. Указанными авторами изучены явления, возникаюшре при изменении распределения частиц по размерам, диаметра слоя, формы частиц и скорости газа. Недостатком этой работы являлось рассмотрение поведения слоя в относительно небольших пределах изменения пористости. Исходя из условия равновесия сил, Парент показал, что потери напора в кипящем слое равны весу слоя единичного сечения, т. е. [c.16]

Было сделано несколько попыток описания результатов экспериментальных измерений в кипящем слое при помощи уравнения Кармана — Козени. При вычислении коэффициента трения потока в слое частиц с широким распределением по размерам (как это обычно имеет место) необходимо выбрать такой средний диаметр частиц, который наиболее удовлетворительно характеризует поведение слоя. Очевидно, например, что частицы небольших размеров значительно увеличивают поверхность слоя, хотя обпщй вес их может быть относительно невелик. Обратное явление наблюдается для крупных частиц, поэтому выбор эквивалентного диаметра имеет существенное значение. Превосходный обзор этой стороны вопроса приведен Делла Валле [6]. Одно из выражений для вычисления среднего эквивалентного диаметра частиц может быть записано в таком виде [c.18]

Представляется интересным рассмотреть здесь поведение перфорированной решетки типа 1, д при газовых потоках меньше 11 . Такая решетка с отверстиями диаметром 12,7 мм и шагом 30,5 см была установлена в аппарате площадью — 1,5 м. При псевдоожижении слоев песка 5.1 высотою 0,61 м элементы переходили от рабочего режима к нерабочему аналогично тому, как это наблюдалось для элементов типа 2, а и 2, б. При нерабочем режиме элемента не было отмечено провала твердых частиц это обусловлено значительной скоростью газового потока через отверстие. Если постулировать сходство газовых потоков через нёрабо-тающие элементы типов Л, д и 2, б, то, согласно предыдущему, средняя скорость газа через отверстие должна быть порядка 15 м/с, что значительно выше скорости витания частиц слоя . [c.693]

Наибольшая трудность при разработке и создании новых прогрессивных процессов в кипящем слое — практическая невозможность их масштабирования (s aling up). При естественном пути лабораторная колонка — пилотная установка — опытнопромышленный аппарат —серийный реактор, на каждом из переходов от одного этапа к последующему исследователя и инженера ожидают многочисленные неожиданности в поведении системы, зачастую такие, что заставляют на каждом последующем этапе начинать с нуля . Наглядным примером этого служит история разработки и внедрения в США во время второй мировой войны первого крупномасштабного производства — каталитического крекинга в псевдоожиженном слое. Большая группа ученых и инженеров-техноло-гов, переходя от одного из перечисленных выше этапов к следующему, непрерывно сталкивалась на каждом переходе с новыми проблемами и трудностями. Все это позволило высказать утверждение, что масштабный переход к проектированию крупных промышленных аппаратов можно делать после отработки процесса на пилотной установке диаметром не менее 100 мм. Опыт освоения многих других процессов привел к тому, что в настоящее время эту границу часто отодвигают до 500 мм. [c.4]

Явления коксования в той или иной форме сопутствуют процессам горения твердого топлива. Так, при сжигании углей со спекающимся коксом в слоевых процессах самое явление спекания отдельных частиц угля приводит к полному перерождению начальной пористой структуры слоя, что при отсутствии внешнего вмешательства может привести к прекращению проникновения воздуха в слой и ликвидации устойчивого слоевого очага горения. При факельном сжигании спекающихся углей в пылеобразном состоянии наблюдаются явления вспучивания пылеобразных угольных частиц с увеличением их диаметра за счет развиваемого в частице внутреннего давления газа разложения, если он не в силах прорваться через пластическую оболочку. Если же поверхность откоксовавшейся пластической частицы успела затвердеть, газ может прорвать ее, извергнув наружу ту внутреннюю часть, которая еще находится в расплавленном состоянии. Все эти побочные явления существенно влияют не только на поведение в процессе горения отдельных частиц, но и на ход процесса выгорания топлива в целом. [c.32]

Анастасион с сотр. [142] методом молекулярной динамики исследовали поведение 108 молекул воды в прослойке между поверхностями нерастворимого в воде кристалла Na l. Обнаружено образование вблизи поверхности кристалла граничных слоев воды с повышенной и осциллирующе-спадающей плотностью. Толщина граничных слоев составляет 4—5 диаметров молекул. В первом слое молекулы воды ориентированы преимущественно кислородными атомами к подложке. Основным эффектом, ведущим к такому упорядоченному расположению молекул, является притяжение между Na-ионами подложки и кислородными атомами молекул воды. Таким образом, при сильном взаимодействии между водой и поверхностью и при определенном шаге ионной решетки (плоскость 001) граничные слои в отличие от вышерассмотренных случаев имели повышенную плотность. [c.232]

Аллен и Матиевич [249—251] исследовали коагуляцию коллоидного кремнезема в области pH 6—11 и нащли, что механизм в данном случае иной, чем для лиофобных коллоидов. Критические концентрации коагулянта для различных солей не коррелируют с изменениями электрофоретической подвижности или с изменением электрокинетического потенциала. Хардинг [237] провел аналогичные наблюдения, хотя и сообщил, что кремнеземные частицы большего размера, т. е. диаметром 50 мм (вместо 12 нм), ведут себя в соответствии с теорией двойного электрического слоя. Поведение же небольших частиц кремнезема вследствие сказанного не может быть объяснено общепринятой теорией. Аллен и Матиевич [249] обнаружили, что катион коагулирующей соли вступает в обмен с протоном силанольной группы на поверхности. Коагулирующий эффект, вызываемый целым рядом катионов, определяется скорее числом ион-эквивалентов вступающих в обмен ионов, чем валентностью иона. Авторы предположили, что после адсорбции очередного катиона поверхность кремнезема теряет одну силанольную группу, способную образовывать водородную связь с водой, [c.510]

Те частицы, которые по своему поведению сходны с частицами газов (диаметр 1 мкм и меньше), в значительно меньшей степени подвержюы действию атмосферных осадков, время их пребывания в нижних слоях атмосферы составляет 10 — 20 суток Это время бывает достаточно для распространения частиц по всему полушарию (хемисфере) Однако переход из северного полушария в южное в течение 20 суток не представляется возможным, поскольку экваториальная зона низкого давления вокруг Земли значительно затрудняет обмен воздушными массами между двумя полушариями (рис 2 1) [c.20]

Симпсон и Роджер [111] описали поведенйе твердых частиц семи различных типов (песок, стеклянные частицы трех типов и пластмассовые частицы трех типов), поочередно псевдоожижаемых воздухом, аргоном, арктоном -б ( I2F2) и арктоном-33 ( 2 I2F4) при различных давлениях. Кроме того, они изучали псевдоожижение капельной жидкостью (водой) некоторых твердых материалов стеклянных, стальных и свинцовых шариков. Опыты проводились в аппарате диаметром около 76 мя. Выло установлено, что состояние различных систем (псевдоожиженных как газами, так и капельными жидкостями) можно описать единым соотношением. Последнее включает порозность слоя, скорость ожижающего агента и физические свойства твердых частиц и газа (жидкости). Таким образом, хотя предложенная корреляция является довольно сложной, она с очевидностью показывает, что не существует коренного различия между системами, псевдоожиженными газами и капельными жидкостями. [c.99]

На фото 8 и 9 (см. стр. 166) демонстрируется псевдоожижение свинцовой дроби, в одном случае—воздухом, а в другом— водой [23]. Введенные в псевдоожиженный слой пузыри ведут себя в этих случаях различно. Пузыри воздуха, введенные 3 слой свинцовой дроби, псевдоожиженной воздухом, вполне устойчивы при этом пузырь удлиняется, если его эквивалентный диаметр превышает поперечный размер сосуда. Водяные пузыри, введенные в слой свинцовой дроби, псевдоо жнжен-ной водой, напротив, весь.ма неустойчивы они разрушаются твердым материалом, попадающим в основание пузыря из движущегося за ним гидродинамического следа. Каждая из представленных фотографий соответствует отдельному опыту. Необходимо от.метнть, что хотя приведенные фотографии определенно свидетельствуют о некотором различии в поведении системы с газом и капельными жидкостями, но оба случая относятся к неоднородному (агрегативному) псевдоожижению в его обычно принятом смысле. [c.101]

Вып0.л1 сги с экспериментальной н )ограммы, описанной ЭТО статье, необходи.мо для того, чтобы выяснить поведение псевдоожиженного воздухом слоя частиц диаметром 305 мм. Предполагалось сделать наблюдения простыми при максимально широком изменении условий, определив таким путем, какие факторы наиболее сильно влияют на общий характер исевдоожижения слоя. [c.66]

Рис. 3. Поведение водяных пузырей, искусственно созданных в псевдоожи жеином слое свинцовой дроби диаметром 0,077 см.