Оседание и диффузия

При застывании системы рост частиц дисперсной фазы обусловлен диффузией в них растворенного вещества из объема системы. При этом образующиеся пространственные, как правило, однородные структуры дисперсной фазы равномерно распределены в объеме и разделены прослойками из дисперсионной среды. Парафиноотложение из системы вызвано, прежде всего коагуляционными взаимодействиями частиц дисперсной фазы, которые могут приводить к оседанию или всплыванию частиц дисперсной фазы. В этом случае выделение парафинов сопровождается хаотическим ростом частиц дисперсной фазы, представляющих агрегативные комбинации неправильной формы. Укрупнение частиц при парафиноотложении может происходить двумя путями изотермической перегонкой, при которой более мелкие частицы растворяются, а крупные растут коагуляцией либо коалесценцией, заключающимися соответственно в слипании или слиянии дисперсных частиц. [c.241]

Наряду с агрегативной устойчивостью говорят об устойчивости седиментационной — против оседания частиц под действием силы тяжести. Препятствует оседанию частиц диффузия, стремящаяся распределить их равномерно во всем объеме системы и удерживающая достаточно мелкие частицы (размером менее 10 м) во взвешенном состоянии. [c.76]

Если бы частица аэрозоля не находилась в броуновском движении, то время ее оседания т на расстояние А было строго постоянным. Однако из-за броуновского движения к ее перемещению добавляется вертикальная составляющая. Время, необходимое для прохождения частицей расстояния к, может быть больше (если броуновское смещение за время падения направлено снизу вверх) или меньше (если броуновское смещение направлено вниз) времени седимента ции. Полученное при таких измерениях большое число значений п, Та, Та. .. для продолжительности падения на одно и то же расстояние А можно обработать с помощью теории броуновского движения. Не входя в подробности этих расчетов, укажем, что коэффициент диффузии, вычисленный по полученным таким образом результатам с учетом поправки на седиментацию, для капелек масляного тумана, как показал Флетчер, прекрасно совпадает с коэффициентом диффузии, найденным для этой системы другими способами. [c.344]

Если частицы малы, то диффузия происходит быстрее, чем седиментация, и разрушение аэрозоля в основном будет вызвано прилипанием частиц к стенкам, а не оседанием на дно. Если" частицы крупные, наблюдается обратное явление, т. е. разрушение аэрозолей обусловлено в основном седиментацией. [c.344]

Молекулярно-кинетическое условие образования раствора определяется процессом диффузии частиц растворенного вещества в растворе, изменением структуры растворителя и межмолекулярным взаимодействием. Процесс диффузии обусловлен различием концентраций веществ в разных частях объема раствора. Диффузия протекает до тех пор, пока не выравняется концентрация по всему объему раствора. Самопроизвольный процесс растворения протекает до получения насыщенного раствора. В насыщенном растворе устанавливается равновесие, при котором химический потенциал индивидуального растворяемого вещества равен химическому потенциалу этого вещества в растворе. С молекулярно-кинетической точки зрения, раствор становится насыщенным, когда скорость, с которой частицы отрываются от поверхности твердого вещества и переходят в раствор, равна скорости оседания частиц из раствора на той же поверхности. При образовании любого жидкого раствора изменяется структура растворителя, появляется новая структура с иным расположением частиц. В связи с этим изменяются и силы межмолекулярного взаимодействия. [c.72]

Однако надо иметь в виду, что, как уже указывалось, такое равновесие частиц в поле земного тяготения можно наблюдать лишь для коллоидных и весьма малых дисперсных частиц, размеры которых не превышают десятых долей микрона. Для них сила тяжести уравновешивается диффузией, стремящейся выровнять концентрации частиц, и наступает так называемое седиментационное равновесие. Для систем с более крупными частицами (начиная с 1 мк) уже наблюдается седиментация, т. е, свободное их оседание под действием силы тяжести. Седиментация, следовательно, происходит в грубодисперсных системах, размер частиц в которых превышает 1 мк. [c.29]

Этот Процесс оседания, приводящий к возникновению градиента концентрации, компенсируется встречной диффузией. В результате устанавливается равновесие между порядком (направленное действие поля) и беспорядком (броуновское движение), характеризуемое неоднородным распределением частиц по высоте столба (вдоль поля). [c.36]

В полидисперсных системах размывание фронта оседания связано как с диффузией, так и с различиями в скоростях оседания частиц разных размеров. Если диффузией можно пренебречь, то зависимость R) в любой момент времени непосредственно отражает форму интегральной кривой распределения частиц по размерам. [c.158]

На частицы с размером, приближающимся к размеру крупной частицы, основное воздействие оказывают инерционные силы, возникающие в начале обтекания, когда движение жидкости направлено от оси оседания крупной частицы в сторону (рис. IX—13) сближение частиц обусловлено действием этих инерционных сил, и лишь при самых малых расстояниях становятся существенными молекулярные силы, которые и вызывают их слипание. Проведенное С. С. Духиным теоретическое рассмотрение, так же как и результаты экспериментальных исследований, показывает, что при оседании очень крупных частиц наиболее эффективно захватываются частицы, близкие по размеру, для которых велики инерционные силы, и очень мелкие (быстро диффундирующие) частицы же промежуточных размеров захватываются хуже, так как для них сравнительно малы и инерционные силы, и скорость диффузии. [c.267]

В замкнутом объеме, например в поре диаметром й, разрушение аэрозоля может происходить вследствие седиментации (более крупных) и диффузии (мелких) частиц к стенкам поры и последующего оседания на них. Время разрушения аэрозолей в результате седиментации составляет ссд /у v= — скорость движения частицы [c.275]

Когда вследствие обрастания, образования продуктов коррозии и, возможно, оседания морской слизи возникает пленка, препятствующая диффузии кислорода, то на поверхности металла создаются анаэробные условия и становится возможным рост сульфатвосстанавливающих бактерий. Остальные из перечисленных выше условий в обычной морской воде выполняются всегда присутствуют ионы железа (из стали), сульфаты (из воды) и органика (разложение организмов, участвующих в обрастании). С началом деятельности бактерий коррозия, замедленная защитной пленкой, вновь усиливается и достигает постоянной скорости, уже не зависящей от толщины образующегося на металле слоя продуктов. При экспозиции у острова Наос стационарная скорость коррозии углеродистой стали составила, как показано на рис. 121, 0,07 мм/год. Это значение было достигнуто уже после первого года экспозиции и практически не менялось на протяжении всех 16 лет испытаний. [c.444]

Скорости оседания и коэффициенты диффузии твердых сферических частиц с плотностью I в воздухе при 760 мм рт ст и 20° С [c.81]

Частицы, взвешенные в неподвижной атмосфере, медленно оседают под действием силы тяжести, в закрытом сосуде они осаж< даются в конечном счете на дно, если же они достаточно малы, то вследствие диффузии часть их будет осаждаться на стенках Если коагуляция не имеет места, то градиент концентрации частнц в моно или полидисперсном аэрозоле и скорость их оседания могут быть легко вычислены как для неподвижного, так н для перемешиваемого аэрозоля Если же частицы подвергаются действию сил инерции, возникающих в потоке газа при изменении его направления, либо испытывают действие термических нли электрических сил, то картина становится более сложной В некоторых случаях эти силы могут быть настолько велики, что по сравнению с вызванным ими движением гравитационным оседанием и диф фузией можно пренебречь [c.175]

Рис 6 1 Изменение концентрации аэрозоля по высоте в пространстве между двумя горизонтальными пло скостями в случае совместного оседания и диффузии частиц а) а - 1/30 в) а - 2 [c.178]

Кроме инерции здесь играют роль и другие факторы В случае сравнительно больших частиц приобретает значение эффект зацепления (прямого касания), при котором соприкосновение с препятствием определяется геометрическим размером частицы и вовсе не требуется, чтобы траектория движения центра частицы пересекла поверхность препятствия Для очень крупных частиц замет-ную роль может играть оседание Броуновская диффузия становится важной лишь для мелких частиц при малых числах Рейнольдса, когда инерция играет второстепенную роль, на ней мы остановимся при рассмотрении фильтрации аэрозолей [c.181]

Прокаливание микросфер. Если обезвоживание суспензии в процессе сушки осуш ествляется непрерывным методом, то процесс прокаливания микросферического катализатора в прокалочной колонне протекает периодически в кипяш,ем слое, создаваемом дымовыми газами, подаваемыми под слой катализатбра. Количество дымовых газов регулируют таким образом, чтобы в колонне было достаточное шевеление прокаливаемого катализатора и в то же время не было уноса не только основной массы, но и наиболее легких частиц. Разность температур катализатора и дымовых газов должна быть максн-мальЕюп, но в то же время такой, чтобы при быстром парообразовании и затруднительности его диффузии через поры катализатора она не могла привести к деформации частиц. При резком повышении температуры в прокалочной колонне катализатор вследствие оседания на его поверхности большого количества органических веществ может загореться и в результате произойдет спекание микросфер и все поры закроются. Каталитическая активность такого катализатора сильно снижается. Путем прокаливания исправляются некоторые нарушения в структуре катализатора, появившиеся в процессе сушки. После прокаливания катализатор приобретает высокую механическую прочность и термическую стабильность. Кроме того, при температуре прокаливания 600 — 750° С входящий в состав алюмосиликатного катализатора глинозем ЛиОд переходит в каталитически активную форму. [c.68]

В отнощении более крупных частиц действие силы тяжести оказывается преобладающим, и они с больщей или меньшей скоростью, в зависимости от размера, оседают в конце концов на дно сосуда. Для частиц же более мелких скорость диффузии достаточна для предотвращения оседания на дно, Поэтому для очень мелких частиц влияние силы тяжести проявляется лишь в установле-, НИИ состояния равновесия, характеризующегося постепенным уменьшением концентрации от дна сосуда к верхним слоям раствора и называемого седимента-ционным равновесием. [c.513]

При рассмотрении седиментации дисперсных систем (разд. IV. А), диффузия не принималась во внимание, хотя отмечалось, что она может хормозить оседание частиц. При обсуждении же диффузии в дисиерсных системах (золях) не учитывалось гравитационное поле. Однако несмотря на малые размеры частиц в ультрамикрогетерогенных системах и вовлечение их в молекулярно-кинетическое движение, нельзя не учитывать стремления частиц к седиментацтт. Следует отметить, что учет диффузии необходим только в том случае, если дисперсная система представляет собой статистическое множество частиц. На одну же частицу, безусловно, действует поле гравитации, а ее тепловое движение равновероятно во всех направлениях. В итоге вороятность пребывания одной частицы любых, даже самых малых размеров будет обязательно больще внизу сосуда, чем наверху. [c.213]

Многие свойства дисперсных систем весьма сильно зависят от их дисперсности. Некоторые свойства проявляются сильнее при переходе от грубодисперсных к высокодисперсным системам, например, способность к диффузии и осмотическое давление. Другие свойства, наоборот, становятся заметнее с переходом от высокой дисперсности к низкой. К таким свойствам относится способность к седиментации (оседанию) частиц. Ряд свойств проявляется при промежуточных степенях дисперсности, отвечающих частицам коллоидных размеров. Это — светорассеяние, интенсиВ ность окраски коллоидных систем, кроющая способность пигмен- [c.22]

Чтобы нз седиментационной кривой с R, At = onst) получить кривую д г)1Ртг% достаточно по оси ординат концентрацию выразить в относительных единицах с/Со, а по оси абсцисс перейти от смещений частиц AR за время At к их радиусу с помощью соотношения (V—44 а). В этом случае пренебрежимо малых скоростей диффузии кривые = (AR/At) для всех времен оседания At совпадают. [c.158]

Здесь п — концентрация частиц (число частиц в 1 м ) V — скорость оседания. Условию динамического равновесия между диффузией и седиментацией отвечает равенство (по абсолютной величине) потоков 7д.ф= осед, т. е. [c.186]

Таблица 5.7. Коэффициент диффузии, длина свободного пробега и скорость оседания частиц разного Гразмера

СУСПЕНЗИИ (от позднелат. suspensio-подвешивание), дисперсные системы, в к-рых твердые частицы дисперсной фазы-находятся во взвешенном состоянии в жидкой дисперсионной среде (другой часто применяемый термин-взвеси). Интервал размеров частиц-от десятых долей мм до 10" м. С. с меньшими частицами (<10 м) относят к дисперсным системам, верх, предел размеров частиц ограничен быстрым оседанием частиц в гравитац. поле (см. Осаждение). Иногда С. подразделяют на грубодисперсные собственно С. (размер частиц >10 м) и тонкие взвеси-системы с промежут. дисперсностью (10 -10 м). Частицы грубодисперсных С. не проходят через бумажные фильтры, видимы в оптич. микроскоп, нрактически не участвуют в броуновском движении и диффузии. Размеры частиц С. могут быть определены методами микроскопич., ситового и седиментационного анализа (см. Дисперсионный анализ), а также на основании данных по адсорбции. Отдельные узкие фракции м. б. выделены из полидисперсной системы с помощью сит, восходящего потока (на конусах) и отмучивания. [c.480]

Мы видели, что при обычной температуре капельки даже малолетучих веществ обладают удивительно коротким временем жизни Однако эти расчеты до некоторой степени искусственны они относятся к изолированным капелькам, тогда как пространство внутри аэрозольного облака частично насыщено паром Теоретический анализ поведения такой системы преаставляет значительные труд ности и здесь рассматриваться не будет, но ясно, что при некоторых усаовиях частицы в облаке могут жить значительно дольще чем изолированные частицы Для монодисперсного аэрозоля состоя щего из равномерно расположенных капелек, испаряющихся в замкнутом пространстве с ненасыщенным первоначально воздухом время жизни зависит от концентрации частиц, и выще некоторого порогового значения концентрации частицы должны теоретически сохраняться неопределенно долго На практике явление усложняется коагуляцией и оседанием частиц и адсорбцией паров на стенках камеры в свободной же атмосфере аэрозольное облако разрежается не только вследствие диффузии пара и частиц изнутри облака и потерь за счет испарения на его границах но главным образом, из за перемещивания с ненасыщенным воздухом, вызванного турбулентной диффузией [c.106]

Задача совместного оседания и диффузии решена д1я случая монодисперсной взвеси частиц в неподвижном воздухе, заполняющей пространство между двумя горизонтальными плоскостями Предполагается что боковые стенки во избежание значитепьных диффузионных потерь на них, достаточно отдалены и что все частицы, приходя в соприкосновение с верхней и нижней плоскостями, прилипают к ним [c.177]

Если частицы очень малы, а скорость течения низка то помимо инерции и зацетения важным фактором осаждения становится броуновская диффузия частиц, дтя крупных частиц существен ное значение может приобрести также их гравитационное оседание [c.205]

Из уравнения (II. 9) видно, что скорость оседания особенно сильно зависит от размера частиц. Так, например, частицы серебра при диаметре 200 р. оседают в воде на 1 см за 0,05 сек., при диаметре 2[а — за 500сек., а при диаметре 20м л — лишь за 58 дней. Если частицы легче жидкости (например, в эмульсии масла, в воде), то (й —р) имеет обратный знак, и вместо оседания наблюдается всплывание частиц, согласно тому же закону. При отсутствии противодействующих сил седиментация коллоидных частиц за достаточно продолжительный промежуток времени неизменно приводила бы к осаждению всего коллоида на дне сосуда. Этого, однако, обычно не происходит ввиду того, что оседанию частиц (даже при полном покое раствора, при постоянстве температуры, отсутствии конвекционных потоков и др.) всегда противодействует броуновское движение, стремящееся равйомерно распределить коллоидные частицы по всему объему раствора. Чем меньше частицы, тем сильнее сказывается влияние броуновского движения или диффузии (табл. 4). [c.40]