Понятие о гидродинамическом взаимодействии

В заключение заметим, что понятие гидродинамического взаимодействия является достаточно старым. Оно было введено уже в 1944 г. [40], однако, лишь благодаря развитию метода нормальных коорди- [c.50]

Однако более плодотворной оказалась теория, предложенная Флори и Фоксом [14]. Флори, не касаясь фактора гидродинамического взаимодействия, исходит из рассмотрения молекулярного клубка как более или менее сферического образования, объем которого зависит не только от длины и структуры макромолекулы, но и от природы растворителя. При этом он вводит понятие исключенного объема или фактора набухания . Фактор исключенного объема а возникает из-за того, что в реальной макромолекуле звенья имеют конечный объем, и, следовательно, объем макромолекулярного клубка больше, чем для идеализированной линейной молекулы, свернутой в клубок . Если в 0-растворителе размеры клубка, определяются длиной и структурой макромолекулы, т. е. длиной связей и валентными углами, то в хороших растворителях, в которых энергия взаимодействия между сегментами и молекулами растворителя заставляет клубок как бы набухать в растворителе, размеры клубка увеличиваются. Величина а является мерой отклонения размеров клубка от его размеров в 0-растворителе. [c.285]

Другое недавнее теоретическое достижение, по общему убеждению проясняющее вопрос о граничных условиях, которые надо накладывать при рассмотрении гидродинамических движений суспензий, касается введения понятия длины взаимодействия [73, 77], а также понятия режима движения облака частиц. [c.182]

ПОНЯТИЕ О ГИДРОДИНАМИЧЕСКОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ [c.36]

При анализе гидродинамического поведения цепных молекул в растворе наиболее важным является понятие о гидродинамическом взаимодействии элементов цепной молекулы. Для введения этого понятия рассмотрим сферическую жесткую частицу диаметром йсф, движущуюся под действием внешней силы в среде растворителя с вязкостью "По- Движение такой частицы описывается уравнением Навье—Стокса [4, 5]. Ищут такое решение уравнений, чтобы на границе с частицей жидкость имела скорость, равную скорости движения частицы и. При очень большом удалении от [c.36]

Понятие о гидродинамическом взаимодействии [c.37]

В заключительной части работы [21] Бюргере впервые формулирует понятие гидродинамического ансамбля. Он рассматривает седиментацию сферического облака частиц в бесконечно большом сосуде. Даже не прибегая к расчетам, можно сказать, что движение такой системы будет подобно оседанию жидкой капли плотности р и вязкости т] в жидкости плотности Ро < р и вязкости т1о < г . в самом деле, в такой системе нет отрицательных взаимодействий (нет противотока) и все частицы увлекают друг друга. Скорость седиментации такой капли может намного превосходить скорость свободной седиментации отдельных частиц. Бюргере показывает, что движение этого гидроди- [c.452]

При движении двухфазных систем проявляются те силы, которые были рассмотрены при анализе гидродинамических явлений, протекающих в однофазных потоках. Однако наличие двух фаз изменяет не только формы движения таких систем, но и их природу, так как решающее влияние оказывает взаимодействие между фазами. В этих случаях невозможно описать режимы обычными для однофазных потоков такими понятиями, как ламинарный , или турбулентный , поток. В отличие от однофазных потоков на границе раздела двухфазных потоков проявляются принципиально новые силы — силы межфазного поверхностного натяжения. Эти силы производят работу образования поверхности жидкости на границе ее раздела. Работа, затрачиваемая на образование 1 см поверхности, называется поверхностным натяжением и соответственно имеет размерность [c.135]

Помимо решений, которые могут быть получены на основе понятия пограничного слоя, возможно также получение некоторых теоретических результатов в случае чисто вязкого режима взаимодействия ламинарного потока с поверхностью твердого тела, когда в уравнении Навье — Стокса (1.1) можно пренебречь инерционными членами. При этом оказывается возможным получить решение изотермической гидродинамической задачи стационарного обтекания, например тела сферической формы. Анализ такого решения показывает, что скорость вязкого потока, обтекающего сферу (или иное тело правильной геометрической формы), плавно возрастает по мере увеличения расстояния от поверхности тела, в непосредственной близости от которой при отсутствии инерционных членов в уравнении движения не существует какой-либо зоны значительных поперечных градиентов продольной скорости, т. е. гидродинамического пограничного слоя как такового не существует. Из этого обстоятельства следует, что при чисто вязком режиме обтекания не может быть аналогии между распределениями продольной скорости и концентрации целевого компонента, что рассматривалось выше в пределах пограничного слоя при Рг == 1. [c.35]

В пределах каждой из фаз при их движении проявляются те силы, которые были рассмотрены при анализе гидродинамических явлений, протекающих в однофазных потоках. Однако наличие двух фаз изменяет не только формы движения таких систем, но и их природу, так как решающее влияние оказывает взаимодействие между фазами. В этих случаях невозможно описать режимы обычными для однофазных потоков понятиями, как ламинарный или турбулентный поток. [c.170]

Парциальный удельный объем. Эта величина имеет важное значение для определения молекулярного веса с помощью гидродинамических методов, рассмотренных в предыдущих разделах. Парциальный удельный объем определяется как изменение объема, происходящее при прибавлении 1 г растворяемого вещества к бесконечно большому объему растворителя. Это — дифференциальная величина и в то же время термодинамическое понятие, поскольку с его помощью описывается не только плотность сухого вещества, но и некоторые другие изменения объема, обусловленные взаимодействием растворенного вещества с растворителем. В отсутствие такого взаимодействия, т. е. когда образующийся раствор термодинамически идеален, парциальный удельный объем равен плотности молекул сухого вещества. [c.69]

Расчеты коэффициента захвата были проведены при формальном распространении уравнения движения малой частицы (8.7.4.1) вплоть до ее физического контакта с поверхностью большой капли (точнее, вплоть до касания центра малой частицы с поверхностью большой). Законность такой операщш далеко не очевидна хотя бы по следующим соображениям. С одной стороны, само понятие физического контакта двух дисперсных частиц требует дополнительного уточнения. Более естественным было бы предположение об его существовании, когда поверхность малой частицы (а не ее центр ) коснулась поверхности большой капли. Такое определение захвата введено Н.А. Фуксом в [146]. А еще более точным в рассматриваемой задаче бьшо бы считать, что частицы столкнулись, если их поверхности сблизились на расстояние, на котором уже становится эффективным действие молекулярных сил притяжения или любых других сил притяжения негидродинамической природы. С другой стороны, на малых расстояниях между поверхностями капель начинают действовать не учтенные в уравнении (8.7.4.1) силы гидродинамического взаимодействия (в гидродинамическом приближении неофаниченно возрастающие при уменьшении зазора между поверхностями капель). При малых числах Рейнольдса эти силы заведомо препятствуют сближению капель. [c.832]

Кёрквуд и Райзман [12], а также Дебай и Бюхе (13] предложили теорию, согласно которой с изменением проницаемости клубка изменяется вязкость растворов. Они ввели понятие фактора экранирования сг и рассчитали зависимость а от фактора экранирования, т. е. попытались преобразовать эйнштейновский фактор гидродинамического взаимодействия. Эффект экранирования определяется как отношение эффективного радиуса макромолекулярного клубка к расстоянию, на которое растворитель может свободно проникать в клубок. Согласно этой тео- [c.284]

В 1953 г. Зимм ввел в модель квазиупругих ГСЦ гидродинамические взаимодействия, а Сёрф (1955 г.) включил внутреннюю вязкость в рассмотрение динамики многосегментной модели. Понятие внутренней вязкости, введенное еще Куном, послужило основой для полуфеномено-логического описания внутренних диссипативных процессов в полимерных цепях, обусловленных барьерами внутреннего вращения и межмоле-кулярными контактами (Сёрф, Петерлин, Штокмайер, Будтов, Светлов и Готлиб, де Жен и др.). [c.8]

Впрочем (из-за математических трудностей), задача о динамооптических свойствах кинетически жестких цепных молекул Куном решена лишь для предельного случая весьма большой внутренней вязкости, что эквивалентно случаю абсолютно жестких частиц, рассмотренному в разделе Б-1. Поэтому зависимости % = % g) я Ап = f g) для раствора цепей с большой внутренней вязкостью выражаются кривыми рис. 300. Зимм [891 использует более совершенную гидродинамическую модель цепной молекулы — последовательность свободно сочлененных субцепей [93, 94]. Рассматривается пространственное (трехмерное) движение такой цепи в сдвиговом поле с учетом гидродинамического взаимодействия ее частей методом Кирквуда и Риземана [951. При этом, однако, молекулярная цепь принимается идеально кинетически гибкой и внутренняя вязкость не рассматривается. Серф [90—921 для описания гидродинамических свойств цепной молекулы использует ту же модель (субцепей), что и Зимм, однако дополняет ее, учитывая влияние внутренней вязкости. При этом он модифицирует определение внутренней вязкости, введенное Куном, приближая его к понятию вязкости г]г сплошной жидкой среды. Поэтому динамические свойства молекулярной модели Серфа оказываются сходными с динамикой модели упруго-вязкой сферы, использованной им в более ранних работах [96—98]. Критерием классификации молекул по их жесткости, по Серфу, может служить отношение коэффициента внутренней вязкости т)г молекулы и вязкости т]о растворителя. При rio < Т1г (в условных единицах) молекулы жестки и двойное лучепреломление раствора, наблюдаемое при малых напряжениях сдвига (Р->0), есть результат их ориентации в потоке. При т1о > г) (в тех же единицах) молекулы гибки, и двойное лучепреломление, даже при предельно малом напряжении сдвига (Р - 0), вызвано их деформацией в потоке. [c.460]

Дальнейшее накопление жидкости в насадке приводит к тому, что взаимодействие между потоками с поверхности насадки переносится в ее объем, что характеризуется возникновением принципиально нового гидродинамического режима эмульгирования. Режим эмульгирования — область свободной развитой турбулентности — возникает в насадочных колоннах после точки инверсии в результате того, что развитие турбулентности в пределах каждой из фаз в объеме насадки приводит к тому, что в турбулентные пульсации вовлекается поверхность раздела фаз. В этом режиме теряет смысл понятие о дисперсной и сплошной фазах, так как фазы непрерывно инверсируют то газ, то жидкость, становятся сплошной или дисперсной фазами. При этом фазы пронизаны бесчисленными количествами мельчайших вихрей. [c.501]

Дальнейшее накопление жидкости в насадке приводит к тому, что взаимодействие между потоками и на смоченной поверхности насадки переносится в ее объем. Это характеризуется появлением принципиально нового гидродинамичес-кого режима — режима эмульгирования. Режим эмульгирования — область свободно развитой турбулентности — возникает в насадочных колоннах после тачки инверсии фаз. Развитие турбулентности в каждой фазе в объеме насадки приводит к тому, что в турбулентные пульсации вовлекается поверхность раздела фаз. В этом режиме теряет смысл понятие о дисперсной и сплошной фазах, так как фазы непрерывно инверсируют то газ, то жидкость, становятся сплошной или дисперсной фазами. При этом фазы пронизаны бесчисленными количествами мельчайших вихрей. В этих условиях существует гидродинамическая устойчивая система эмульгированной жидкости, газовые вихри, непрерывно возникая и перемещаясь, проникают в завихренную жидкость, в которой также непрерывно возникают и перемещаются жидкостные вихри. В отличие от первых двух точек (точки торможения газа и точки подвисания жидкости) точка инверсии всегда резко проявляется и четко обнаруживается. [c.292]

Сложнее обстоит дело с физической интерпретацией этого явления. Можно, конечно, допустить, что уже в изотропных растворах образуются заготовки жидкокристаллических агрегатов [68], доля которых возрастает с увеличением концентрации и которые обладают меньшим по сравнению с изотропной частью гидродинамическим сопротивлением, благодаря чему снижается темп роста вязкости с концентрацией. Однако в этой связи неясны причины столь сильного влияния на вязкость мо лекулярной массы, поскольку трудно предположить, чтобы это был только фактор, нарушающий асимметрию цепи. Более правдоподобной представляется гипотеза об особых свойствах структурной сетки в изотропных растворах жесткоцепных полиамидов, склонных к образованию водородных связей. В этом случае понятие механические зацепления макромолекул , в общем, теряет смысл и существенно лишь энергетическое взаимодействие по функциональным группам. Возможность реализации водородных связей может быть неэквивалентной при увеличении концентрации и длины цепи полимера. [c.168]

Аззам [218, 219] вносит в эти два понятия еще большую детализацию. По его мнению, следует различать постоянную, первичную, вторичную и гидродинамическую сольватации. Постоянная и пер винная сольватации определяют число молекул растворителя в первичной сольватной сфере иона. Этот комплекс Аззам называет катанием. Постоянная сольватация относится к молекулам растворителя, которые удерживаются ионом химическими силами, настолько сильными, что ион сохраняет эти молекулы растворителя в кристаллосольвате. Катоний взаимодействует далее электростатически с остальными молекулами растворителя, которые и обусловливают вторичную сольватацию. Эти молекулы слабее связаны с ионом, но электростатическое притяжение преобладает над разрушающим действием теплового движения молекул. В гидродинамической сольватации (эффект течения) принимают участие те молекулы растворителя, которые гидродинамически переносятся гидратированным ионом при движении его в электрическом поле. [c.109]