Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Акустическая диффузия

    Акустическая диффузия представляет собой процесс диффузии, интенсифицированный упругими колебаниями. В случае однородной среды, для которой процесс описывают уравнением Фика, диффузию можно в принципе ускорить, увеличивая градиент плотности диффундирующего вещества и коэффициент диффузии. Так как при большой интенсивности воздействия неизбежно возникают гидродинамические эффекты молярного перемешивания, то влияние упругих волн на молекулярные процессы следует рассматривать при колебаниях с малой амплитудой. В этих условиях ускорение диффузии можно рассматривать как эффект увеличения коэффициента переноса. М. Смолуховский и А. Эйнштейн обосновали следующее выражение для коэффициента диффузии  [c.33]


    В капиллярнопористых телах акустическую диффузию можно описывать методом электроакустических аналогий на основе анализа микроструктуры данного конкретного тела. Электрические аналоги пористых тел составляют, например, для расчета звукопоглощающих конструкций, применительно к определению отклика системы на заданное воздействие. Для выбора воздействия с целью интенсификации физико-химических процессов нужно искать реакцию элементов системы, а не системы в целом. [c.38]

    Подробное обсуждение этих и других возможных механизмов дано в работе [36]. При высокой влажности материалов (200-500%) проявляется действие акустических потоков, приводящее к распылению жидкости, особенно в пучностях скорости стоячей волны. При влажности 10- 70% в первом периоде акустические потоки сильно утончают пограничный слой, а на второй стадии увеличивают диффузию влаги в результате нагрева. Процесс акустической сушки дисперсных материалов в первый период интенсифицируется, начиная с некоторого порогового давления, которое для сферических частиц диаметром меньше длины волны пропорционально квадратному корню из их диаметра. Поэтому наиболее перспективна акустическая сушка мелкодисперсных материалов. [c.162]

    Кинетика газовыделения в ультразвуковом поле резко отличается от газовыделения в статических условиях. Под действием ультразвуковых волн резко меняется скорость диффузии и рост газовых пузырьков происходит с тем большей скоростью, чем выше значение акустического давления (см. рис. I. 18). Это увеличение скорости роста пузырьков, очевидно, определяется как увеличением движущей силы процесса вследствие снижения [c.65]

Рис. III.14. Зависимость степени ускорения процесса диффузии через пористую керамику (Q , ж Q — количество вещества, перенесенного соответственно при акустическом воздействии и без него) Рис. III.14. <a href="/info/677108">Зависимость степени</a> <a href="/info/306073">ускорения процесса</a> <a href="/info/377799">диффузии через пористую</a> керамику (Q , ж Q — <a href="/info/6807">количество вещества</a>, перенесенного соответственно при <a href="/info/1481745">акустическом воздействии</a> и без него)
    Соображения о механизме ультразвуковой интенсификации процессов массообмена в акустическом поле ограничиваются, в основном, предположением об их ускорении за счет нарушения или изменения характера граничного диффузионного слоя [79]. Известна попытка определить влияние различных факторов ультразвукового воздействия на процессы диффузии. [c.72]


    Одним из наиболее известных твердофазных процессов является мартенситное превращение, сопровождающее закалку стали, в процессе которого гранецентрированная кубическая решетка аустенита превращается в объемноцентрированную тетрагональную решетку мартенсита. Это превращение относится к таким твердофазным процессам, для осуществления которых нужны лишь весьма небольшие перемещения атомов (порядка одного межатомного расстояния), и поэтому диффузия атомов не оказывает на превращение никакого воздействия. Вследствие высокой скорости превращения ( 10 сек) обычно не удается подавить превращение закалкой (например, при быстром охлаждении до низких температур) —процедурой, обычно используемой для торможения многих процессов, зависящих от диффузии. Быстрое механическое смещение области, в которой происходит превращение, генерирует волны упругих напряжений в твердом теле, которые можно регистрировать как щелчки с помощью акустической аппаратуры. [c.150]

    Теперь мы имеем возможность рассмотреть влияние ряда факторов на процесс коагуляции аэрозолей в результате диффузии частиц. Их можно разде.пить на две группы. К первой относятся те факторы, которые влияют на вероятность столкновения между частицами, например, размер, распределение по размерам и распределение электрических зарядов частиц, а также температура и давление газа. Ко второй относятся форма и структура частиц и влияние адсорбированных на частицах паров, т. е. факторы, от которых зависит, слипаются ли диффундирующие частицы при столкновении или нет. Влияние электрических зарядов частиц и перемешивания на коагуляцию, а также акустическая коагуляция для удобства будут рассмотрены отдельно. [c.151]

    Большой интерес представляют работы [81 по определению механизма захвата выделяемых из потока твердых частиц (см., например, табл. 5.1) по аналогии с глубинными фильтрами для разделения суспензий. При этом рассматривается действие как гидродинамических сил (в частности, трения), так и сил поля (тяжести, центробежного, акустического, электрического и др.) при условии, что твердые частицы, извлекаемые из потока газа, имеют меньший размер, чем размер пор или отверстий в фильтрующей перегородке. Так, например, при выделении твердых частиц размером < 1 мкм необходимо учитывать диффузию когда 4 = 0,5 мкм, в потоке наблюдается броуновское движение, являющееся стохастическим процессом при > 20 мкм имеют значение силы инерции и силы тяжести.Характер движения частиц в промежуточной области приводит к необходимости учитывать наличие неуравновешенных сил сопротивления в пограничном слое потока, что представляет известные трудности. Можно согласиться с тем, что применение теории случайных марковских процессов [14] позволит получить наиболее удачную модель процесса. [c.211]

    При- наложении акустических колебаний характер движения молекул изменяется. Вследствие этого меняется и скорость протекания процессов переноса. Акустические колебания оказывают специфическое влияние на диффузию, теплообмен, сушку и испарение. В сильной степени интенсифицируются процессы переноса, связанные с изменением межфазной поверхности (эмульгирование, диспергирование, коагуляция). [c.30]

    Интенсификация сушки капиллярнопористых тел упругими колебаниями объясняется увеличением потока испарения вследствие сложного влияния упругих колебаний на состояние жидкости в капиллярах. Известно, что без акустического воздействия в капилляр ах с радиусом больше длины свободного пробега в макрокапиллярах влага в первом периоде сушки переносится на поверхность тела пленочным течением по стенкам. Испарения с пленки и с мениска практически нет. По мере углубления мениска толщина пленки уменьшается и скорость сушки падает. При этом растет скорость испарения с пленки и мениска внутрь капилляра. Во втором периоде сушки по мере углубления мениска пленочное течение постепенно прекращается, и процесс определяется испарением и диффузией пара из капилляра. [c.47]

    Экспериментальные исследования и теоретический анализ, проведенные на кафедре физики МИХМа, показали, что для ускорения многих процессов (в том числе, растворения, эмульгирования, диффузии, сушки) в акустически сложных условиях, например, на границе раздела фаз, при сложном составе обрабатываемого материала наиболее эффективно не узкополосное, а широкополосное воздействие. Показано также, что спектральное распределение гидроакустического излучения зависит от характера и молекулярно-кинетического механизма того или иного процесса. В связи с этим основная задача интенсификации физико-химических процессов с помощью акустического воздействия сводится к выбору или созданию излучателя со спектральной характеристикой, соответствующей параметрам процесса. Решение этой задачи является новым направлением прикладной акустики. Основу физической теории широкополосных гидроакустических излучателей составляют преобразования Фурье и принцип суперпозиции, на основании которых можно условно подразделить все излучатели на периодические и апериодические. [c.161]


    Рассмотрим, что будет происходить с единичным сферическим парогазовым пузырьком, помещенным в жидкость, под действием переменного давления, создаваемого источником акустических колебаний. В равновесном состоянии, если не учитывать диффузию газа, давление пара и газа внутри пузырька уравновешивается гидростатическим давлением и силами поверхностного натяжения [c.150]

    Известно, что в акустическом поле происходит дегазация жидкостей. Пульсации газовых зародышей способствуют преимущественной диффузии газа из жидкости в образующиеся полости, а вторичные эффекты стимулируют процесс коалесценции мелких газовых пузырьков. Однако если пропускать через жидкость небольшие газовые пузырьки, одновременно разрушая их на мелкие ядра захлопывающимися кавитационными полостями, то наблюдается эффект, обратный дегазации — акустическая аэрация жидкостей. [c.218]

    Естественно, что удельный объем первой и второй зон в общем объеме микропоры будет существенно зависеть от соотнощения продольного и поперечного размеров поры. При значительных размерах каналов пор и с увеличением частоты акустических колебаний возможно колебательное движение жидкости относительно стенок каналов. Переменное звуковое давление и его градиент вследствие малой сжимаемости твердой среды и значительного диаметра каналов пор приводят к возникновению колебательного движения внутри пор относительно их стенок, т. е. к периодическому тангенциальному смещению жидкости. В случае участия градиента переменного звукового давления в создании относительных смещений процесс диффузии значительно ускоряется. [c.361]

    Наряду с воздействием на процессы, протекающие на границе раздела фаз, акустические колебания воздействуют и на движение влаги к поверхности высушиваемых материалов. Высказано предположение, что диффузия влаги из глубинных слоев происходит /вследствие понижения вязкости воды под действием мощного акустического облучения, выдавливания влаги под действием пульсирующих в капиллярах пузырьков воздуха, радиационного дав- [c.133]

    На рис. 4.27 дан график относительной убыли массы серебряных образцов при акустическом диспергировании в зависи.мости от отношения растворимости газа к коэффициенту его диффузии в жидкости. Из рисунка видно, что чем меньше это отношение, т. е. чем быстрее идет дегазация жидкости, тем больше скорость акустического диспергирования. [c.114]

    Это связано с тем, что максимальная скорость процесса тепло- и массообмена будет у лобовой точки капли. Толщина вязкого слоя в этом месте [61] определяется по уравнению (5.41). Используя это уравнение, мы можем выразить характерное время диффузии для завихрения в поле вынужденной конвекции уравнением (5.42). Отсюда следует, что при испарении капли в нестационарном потоке воздуха при наложении акустических колебаний можно ожидать изменения протекания процесса испарения в случае совпадения периода колебаний с характерным временем диффузии (5.43) [c.142]

    Процесс горения смеси твердого топлива с твердым окислителем можно также интенсифицировать акустическими колебаниями. Скорость горения твердой смеси в этом случае пропорциональна температурному градиенту в газово.м слое у твердой поверхности. Протяженность же зоны сгорания обратно пропорциональна скорости движения газового слоя от твердой поверхности. В гетерогенной системе скорость образования горючей газовой смеси зависит от скорости протекания двух процессов кинетики окисления и молекулярной диффузии кислорода и горючих газов. Величину, обратную линейной скорости горения твердой смеси, можно записать в виде [c.145]

    Для оценки влияния акустической турбулизации жидкости на процесс конвективной диффузии найдем характерную максимальную скорость жидкости относительно частицы. Считаем, что размеры частицы много больше внутреннего масштаба турбулентности (2.1), и она ведет себя относительно турбулентных пульсаций как неподвижное тело. Напишем для этого случая уравнение движения частицы (6.4) за время, значительно меньшее, чем период самых крупных масштабов пульсации. Время, в течение которого будет справедливо уравнение (6.4), определяется по уравнению (6.5)  [c.149]

    В тех случаях, когда растворению подвергаются большие плоские поверхности, акустические колебания ускоряют процесс растворения двумя путями. Во-первых, создавая акустические течения на границе раздела жидких сред, они переводят процесс из области молекулярной диффузии в область конвективной диффузии, которая, как отмечалось выше, значительно ускоряет процесс диффузии. Во-вторых, поток кавитационных пузырьков к поверхности создает условия, способствующие разрушению диффузионного пограничного слоя и увеличению поверхности растворения. [c.152]

    Иной вывод вытекает из проведенных авторами опытов, по акустической диффузии и низкоинтенсивному воз-48 [c.48]

    При всем многообразии внешних проявлений ГА-воздействия число элементарных первичных явлений, их определяющих, ограничено. Назовем первичным такой эффект или явление, которые находятся в начале всех последующих событий данного процесса. Первичные процессы сосредоточены в строго локализованном месте вещественной структуры. Так, например, процесс дегазации в акустическом поле начинается как совокупность выпрямленной диффузии и слияния кавитационных пузырьков под действием сил Бьеркенеса. Эта совокупность составляет первичные процессы акустической дегазации. Пространственная локализация этого процесса, как очевидно, включает область, содержащую как минимум два пузырька. Этот пример дает возможность наглядно определить понятие сайта . Сайт — совокупность первичных акустических эффектов и мест их локализации (от англ. "site — место, участок, местоположение, местонахождение). Данный термин встречается в биохимии [430]. [c.50]

    Удаление твердых частиц малого диаметра и капель жидкости гораздо сложнее и строгая физическая классификация методов не представляется возможной, поскольку в действие могут вступать, а и зачастую вступают, различные комбинированные методы. К основным физическим оптациям, используемым для этой цели, относятся гравитационное осаждение, центрифугирование, инерционный или прямой захват, броуновокая или вихревая диффузия, осаждение (термическое, электростатическое или магнитное), броуновская или акустическая агломерация и турбулентное разделение. [c.24]

    Процессы перехода к состоянию термодинамического равновесия в полимерах осуществляются за счет самых различных видов молекулярного движения. Каждому виду молекулярного двил екия соответствует определенный релаксационный процесс, который характеризуется своим временем релаксации. Для того чтобы наблюдать и исследовать какой-либо релаксационный процесс в полимерах и соответствующий ему тип молекулярного двил<еиия, необходимо, чтобы время воздействия на полимер (или время наблюдения) было соизмеримо со временем релаксации. Следовательно, для изучения релаксационных процессов акустическими методами (а это один из наиболее распространенных методов их изучения) необходимо, чтобы период звуковых колебаний был того же порядка, что и время релаксации полимера. Рассмотрим линейный аморфный полимер, находящийся в высокоэластическом состоянии. В этом случае число возможных конформаций, которые мол ет принимать каждая макромолекула, достаточно велико, и в полимере реализуются весьма разнообразные виды молеку-лг рного движения. Пусть в таком полимере распространяются звуковые колебания, частоту которых можно изменять в широких пределах. Если частота звуковых колебаний очень мала, т. е. период звуковых колебаний очень велик по сравнению с временем релаксации са- . ых больших кинетических элементов макромолекул, то энергия звуковых колебаний, которую получат за период элементарный объем полимера, будет быстро перераспределяться по всему объему полимера вследствие сегментальной подвижности микроброуновского типа (диффузии сегментов макромолекул). В этом случае процесс рассеяния энергии носит квазиравновес-ный характер, механические потери невелики, и полимер быстро восстанавливает свои размеры и форму пос.п -снятия приложенного внешнего напрял ения. Естественно, что и динамический модуль упругости полимера (а также скорость звука в нем) будет очень малым, т. е. такого л<е порядка, как и жидкости. [c.254]

    При прохождении таких экранированных твердых частиц через РПА пленки разрушаются, а интенсивные акустические колебания ускоряют диффузию реагента к поверхности. В результате этого достигается практически полное извлечение вольфрама (99%) при сокращении длительности процесса в 3—4 раза. Аналогичные результаты обеспечивают и роторно-пальцевые акустические аппараты, в которых роторные и статорные диски снабн ены пальцами прямоугольного сечения, расположенными в шахматном порядке [146]. Их преимуществом является возможность обработки грубодисперсных суспензий. К недостаткам следует отнести появление биений и резкий рост динамических нагрузок, что обусловлено неравномерным износом окон или пальцев. Можно исключить этот недостаток и существенно снизить стоимость ремонтных работ, если использовать барабанные аппараты типа мельниц. [c.159]

    Исследуя воздействие ультразвуковых колебаний на диффузию раствора оксалата натрия через целлофановую мембрану, Т. Тарноччи [176] наблюдал ускорение этого процесса в 2—Зраза по сравнению с обычными условиями. Им изучено влияние на процесс таких факторов, характеризующих обычно интенсивное акустическое поле, как местный нагрев, механическое перемешивание, радиационное давление, переменное давление, кавитация. В условиях опытов доля местного нагрева и механического перемешивания в ускорении процесса диффузии составляла — 40— 60%, на долю собственно ультразвукового воздействия (радиационное давление, кавитация, переменное давление) приходилось соответственно также 40—60%. Методика исследований позволяла по существу установить лишь качественное различие между отдельными параметрами интенсивного акустического поля (погрешность опытов составляла 10%). Вообще же очевидно, что влияние разных параметров акустического поля на различные диффузионные процессы может быть различным. Поэтому необходимо предварительное выяснение роли каждого из этих параметров (или отдельных факторов ультразвукового воздействия) в конкретных условиях рассматриваемого процесса. [c.72]

    Повышенным сопротивлением серебряного электрода следует объяснить и отсутствие верхней сту]1ени на разрядной кривой у электродов, заряжавшихся при акустических или вибрационных воздействиях [44], Поскольку в этом случае улучшается заряжае-мость серебряного электрода, т. е. улучшаются условия диффузии кислорода, действие такого рода заряда тождественно заряду постоянным током длительного режима. [c.218]

    Ускорение процессов массопереноса акустическими колебаниями доказано многочисленными экспериментами [6]. Так, X. Френцель, К. Гинзбург и X. Шульцес, а также Ф. Б. Баумгарт наблюдали увеличение на 70— 100% скорости диффузии в растворе через пористую мембрану. Г. Томас и Г. Тарночи наблюдали- в ультразвуковом поле двух-, трехкратное увеличение скорости диффузии оксалата натрия через целлофановую мембрану. [c.4]

    Акустические течения играют большую роль в очистке раство-римь1Х загрязнений. Этим объясняется, в частности, тот факт, что на высоких частотах, где кавитация намного ниже, чем на низких, растворимые загрязнения очищаются. Растворение связано с про-С цессом диффузии, переходом компонентов з-агрязнений из твердой фазы в жидкую, причем эффективность очистки определяется скоростью перехода загрязнений из пограничного слоя в остальной объем. [c.17]

    Если бы каждая последующая порция анализируемой смеси выталкивала предыдущую, соверщенно с ней не перемещи-ваясь, и величина сигнала определялась средней объемной концентрацией определяемого компонента в камере, то мы имели бы неравенство 1 Ю 2. В действительности замена анализируемой смеси в рабочей камере всегда сопровождается перемешиванием (хотя бы частичным). Поэтому Ю увеличивается. Если бы каждая новая порция газа, поступающая в камеру, практически мгновенно перемешивалась с уже имеющимся в ней газом, а одновременно с этим из рабочей камеры выталкивалось такое же количество смеси со средним содержанием определяемого компонента, получившимся в результате перемешивания, то мы имели бы /0 8. Такие значения Ю имеют место в случае небольших объемов V, когда концентрация по объему камеры путем диффузии выравнивается сравнительно быстро. При увеличении объема V—Ю увеличиваются. Для промышленных оптико-акустических газоанализаторов с верхним пределом измерения от 1 об.% (СО, СОг или СН4) и выше значения Ю, тем не менее, не превышают одного-двух десятков. [c.81]

    Теоретические и экспериментальные исследования [41, 78] показали, что эффективность обеспыливания газов зернистыми слоями определяется одновременным и совместным действием различных механизмов улавливания частиц - инерционным осаждением, зацеплением, седиментацией, диффузией, кинематической коагуляцией, турбулентной миграцией, термо- и электрофорезом и негидродинамическими факторами (магнитными, электростатическими и акустическими полями). [c.282]

    Под влиянием этих эффектов развиваются вторичные явления (флотационный эффект, выпрямленной диффузии, ударной волны и др.), которые и оказывают воздействие на хпмико-тех-нологические процессы в акустическом поле. [c.13]

    Под термином выпрямленная диффузия (или односторонняя диффузия) подразумевается перенос массы газа из жидкости в п зырек в результате его колебаний в акустическом поле [24]. [c.35]

    Рассмотрим вначале воздействие акустических течений и микропотоков на диффузионные процессы на примере растворения мелких твердых частиц, взвешенных в жидкости. Для этого напишем точное уравнение диффузии (6.1) с учетом гидродинамических процессов. Уравнение (6.1) по форме напоминает уравнение Навье—Стокса, поэтому по аналогии с критерием Рейнольдса течение процесса будет определять критерий Пекле [c.148]

    ВИДНО, что для частиц разме-ро. л а = Ш-- м необходима частота /<10 Гц, а для частиц размером а = 10 м необходима частота /<10 Гц. Отсюда следует, что для частот / = Ю Гц, наиболее распространенных в серийной акустической аппаратуре, допущение стационарного обтекания справедливо для частиц размерами менее 10 мкм. Для более крупных частиц процесс становится нестационарным. В этом случае растворение протекает хуже, так как гидродинамические потоки уже не успевают сносить растворенное вещество. Процесс растворения будет также определяться конвективной диффузией, но с меньщими эффективными скоростями жидкости. [c.152]


Смотреть страницы где упоминается термин Акустическая диффузия: [c.30]    [c.37]    [c.39]    [c.44]    [c.106]    [c.295]    [c.36]    [c.73]    [c.137]    [c.286]    [c.181]   
Смотреть главы в:

Тепломассообменные акустические процессы и аппараты -> Акустическая диффузия




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Шум акустический



© 2025 chem21.info Реклама на сайте