Измерения скорости движения дисперсной фазы

Причиной электрофореза, как и других электрокинетических явлений, служит наличие двойного ионного слоя (ДИС) на поверхности раздела фаз. При положительно заряженной дисперсной фазе коллоидные частицы вместе с адсорбированными на них положительными потенциалопределяющими ионами движутся к катоду, отрицательно заряженные противоионы диффузного слоя —к аноду. В случае отрицательного заряда частиц движение происходит в обратных направлениях. Дисперсная фаза смещается относительно дисперсионной среды по поверхности скольжения. Поэтому, измерив скорость электрофореза, находят потенциал коллоидной частицы, т. е. электрокинетический или (дзета) потенциал. Величина -потенциала характеризует агрегативную устойчивость золя и зависит от толщины диффузного слоя, концентрации и заряда противоионов. Скорость электрофореза определяют методом подвижной границы — наблюдают за передвижением границы между окрашенным коллоидным раствором и бесцветной контактной жидкостью. Наилучшей контактной жидкостью является ультрафильтрат самого золя. Для приближенных измерений используют воду. Сущность метода состоит в определении времени, за которое граница окрашенного золя переместит- [c.205]

Четвертая глава посвящена рассмотрению движения дисперсной фазы и особенностей межфазных процессов при течении газа с твердыми частицами в каналах (трубах). Описаны результаты экспериментальных исследований потоков газ-твердые частицы в каналах при реализации различных классов гетерогенных течений. Проанализированы данные измерений распределений осредненных и пульсационных скоростей частиц в щироком диапазоне изменения концентрации последних. Особое внимание уделено экспериментальному и теоретическому изучению одной из фундаментальных проблем механики многофазных сред, а именно, проблеме модификации частицами энергии турбулентности несущей фазы. Проанализированы результаты экспериментального исследования, в котором впервые в чистом виде (присутствие частиц не оказывало влияния на профиль осредненной скорости несущей фазы) изучен процесс дополнительной диссипации турбулентности в потоке с относительно малоинерционными частицами. Проведено теоретическое исследование модификации частицами энергии турбулентности. Описана математическая модель, позволяющая определять величины дополнительной генерации и диссипации турбулентно сти в потоках с частицами. Расчеты с использованием модели позволили провести обобщение имеющихся данных по модификации энергии турбулентно сти несущего газа частицами в щироком диапазоне изменения концентрации и инерционности последних. [c.7]

ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ [c.299]

Удерживающая способность по дисперсной фазе. Объем дисперсной фазы, удерживаемой в насадочной колонне, условно делят яа несколько частей, определение которых возможно при использовании различных способов измерения УС. Если одновременно прекратить подачу жидкостей в колонну и измерить объем отстоявшейся дисперсной фазы, получают так называемую нормальную , или свободную, УС, которая определяется как доля свободного объема насадки. Кроме того, существует еще добавочный объем дисперсной фазы (удерживаемый в насадке), который не осаждается из насадки и называется перманентной УС ° . С помощью измерений радиоактивности было показано, что объемы дисперсной фазы, соответствующие как перманентной, так и нормальной УС, во время работы колонны, по-видимому, находятся в движении, причем перманентная УС оказывает влияние на величину общей активной поверхности контакта фаз, хотя степень ее влияния количественно определить нельзя. Для УС насадочной колонны характерно наличие небольшого гистерезиса, т. е. величина УС зависит от того, увеличивается или уменьшается скорость движения дисперсной фазы перед замером УС. В литературе опубликованы лишь ограниченные сведения о величине общей УС [c.549]

Анализ решения существенно упрощенных задач движения разреженных дисперсных сред и результаты экспериментальных исследований с помощью скоростной киносъемки позволяют установить следующую общую картину движения дисперсной твердой фазы [24]. Основное направление движения частиц — продольное, лишь отдельные частицы участвуют в сравнительно медленных поперечных перемещениях. Наблюдается поперечная неравномерность скорости твердых частиц, при этом эпюра скорости частиц примерно аналогична эпюре скорости сплошной фазы. Усредненная но сечению скорость твердой фазы на участке равномерного ее движения практически равна разности между средней скоростью воздуха и скоростью витания частиц. Вращение частиц происходит в основном вокруг горизонтальной оси, а скорость вращения тем больше, чем значительнее несферичность частиц и выше скорость воздуха (некоторые измерения дают до 100 об/с). [c.51]

Основной задачей ЛДА-исследований характеристик движения крупных частиц, представляющих дисперсную фазу гетерогенного потока, является измерение их мгновенных скоростей. Строго говоря, серийно выпускаемые ЛДА (см. рис. 3.5) предназначены для измерения скоростей мелких частиц-трассеров, моделирующих движение несущей сплошной среды. [c.63]

Оценивая зондовые методы измерения скорости сплошной фазы, которые в настоящее время используются при исследовании гидродинамики двухфазных систем, необходимо подчеркнуть, что все они заимствованы исследователями из арсенала методов, созданных.для изучения гидродинамики однофазных сред, При.менение этих методов для исследования гидродинамики двухфазных сред требует учета взаимодействия двухфазного потока и зонда, которое носит весьма сложный характер (ударные взаимодействия частиц дисперсной фазы и чувствительных элементов датчика, влияние возмущений движения частиц дисперсной фазы, вызванных их взаимодействием с зондом, на характер движения сплошной фазы в зоне измерения налипание частиц твердой фазы на чувствительные элементы датчика и т. д,). [c.180]

Иные возможные способы измерения локальных значений порозности и скоростей движения фаз в системах дисперсная фаза - газ (жидкость) изложены в [8]. [c.525]

Турбулентность деформаций возникает в результате стохастических изменений межфазной поверхности в ее ближайших окрестностях. Деформация межфазной поверхности приводит к динамической неустойчивости жид кости. Турбулентные силы, вызывающие деформации, максимальны на межфазной поверхности и убывают с увеличением расстояния от нее. Для развития турбулентности деформаций не требуется наличие потока массы сквозь межфазную поверхность кроме того, этот вид турбулентности не зависит от времени. Однако возрастание относительной скорости фаз увеличивает турбулентность деформаций (тогда как межфазная турбулентность при этом будет затухать). Турбулентность деформаций наблюдается в пленочных системах, а также в дисперсных потоках. Закономерности этого вида турбулентности исследованы Брауэром [12] для пленочного течения и для двухфазного движения пузырей и капель. Стохастическую природу деформации поверхности пленки можно показать измерением частоты волнообразования. [c.84]

Как в производственных, так и в лабораторных условиях испытаний распылительных сушилок возникает задача определения комплекса параметров, позволяющих свести материальный и тепловой баланс, оценить кондиционность сухого продукта. Такими основными параметрами являются расход раствора и теплоносителя, их температуры и влажности (начальные и конечные), дисперсность сухого продукта. При проведении. подробных исследований распылительной сушки с целью раскрытия количественных закономерностей составляющих процессов необходимо осуществлять также измерения распределения капель и частиц в объеме камеры, температур и влажностей, скоростей фаз, изменения дисперсности капель и частиц по мере их движения. [c.289]

Наряду с размерами, скоростями, температурой и влажностью частиц, не менее важными являются значения температурь и влажности потока теплоносителя (дисперсной среды). Определение пространственных полей этих параметров необходимо при изучении переноса тепла и массы, а также аэродинамики камер распылительных сушилок. При размещении в камерах обычных измерителей температур и влажностей их показания определяются не только параметрами потока, но и температурой частиц, их концентрацией и характером движения, т. е. одновременным воздействием дисперсной среды и фазы. Использование при таких измерениях различных инерционных защит (рис. 162), сеток (рис. 163), создание электростатических полей находит ограниченное применение. Это обусловлено ограничениями по дисперсности и влажности частиц, определяющими надежность устройств, а также их сложностью. [c.306]

Фотосъемка с болыпим и малым временем экспозиций не может быть использована для исследования скоростей движения дисперсной фазы в условиях, когда это движение носит пульсационныи характер, так как эти методы не позво- чяют измерить частоту пульсаций. Для этой цели обычно применяется стробоскопическая фотосъемка, отличительная особенность которой состоит в том, что на одном и том же кадре фотопленки изображение объекта фотографируется несколько раз с короткими выдержками через известные промежутки времени. Для измерения скорости пульсационного движения частиц с высокой точностью частота съемки (обычно это частота срабатывания лампы-вспышки) должна быть по крайней мере на порядок больше частоты пульсации. Так как интервал между вспышками известен, а расстояние между мгновенными положениями объекта в разные моменты времени может быть измерено по фотограмме, то скорость объекта (в том числе и в случае, когда движение носит пульсационный характер) может быть легко найдена при обработке фотоснимка. [c.27]

Оценивая в целом сферу применения лазерного доплеровского метода, следует указать, что при решении экспериментальных задач инженерной химии его целесообразно использовать для измерения таких параметров движения сплошной фазы, как локальные скорости ее движения, профили скоростей по сечению химико-технологического аппарата. Лазерный доплеровский метод может быть использован также для исследования пограничного слоя и турбулентности (т. е. для измерения интенсивности турбулсртгсг.ти рейнольлсозгых напряжений). Кроме этого, в некоторых случаях лазерный доплеровский метод позволяет измерять и скорости движения дисперсной фазы, но при условии, что размеры частиц дисперсной фазы не превышают 500 мкм. [c.87]

Зондовые методы в отличие от бесконтактных, как правило, являются узкоспециализированными, т. е. предназначенными для измерения какого-либо одного параметра, например концентрации дисперсной фазы, скорости движения частиц дисперсной фазы, скорости движения сплошной фазы и т. п. Поэтому в основу классификации зондовых методов, используемых в инженерной химии при исследовании гидродинамики двухфазных систем, удобнее положить их назначение. В соответствии с этим зондовые методы можно разделить на три группы на методы измерения параметров движения отдельных включений дисперсной фазы, методы измерения концентрацци дисперсной фазы и методы измерения параметров движения сплошной фазы. [c.14]

Первая из названных групп включает методы измерения времени движения отдельной частицы между двумя точками вдоль потока метод определения средней скорости частиц дисперсной фазы, основанный на измерении массы частиц, попадающих в ловушку метод турбулиметра методы, в основу которых положено испо-льзование магнитной пометки емкостный метод пъезометричеюкий -метод и т. д. [c.14]

Наблюдение производится методом ядериого магнитного ре-.юнанса. Объект помещается в сильное магнитное поле. Спины ядер начинают прецессировать вокру вектора напряженности магнитного поля с определенной частотой. Затем подается слабое магнитное ноле, вектор напряженностн которого нерпендн-кулярен начальному вектору. Это поле меняется с некоторой частотой. Прн совпадении частот прецессии н слабого поля система начинает сильно поглощать энергию — наступает резонанс. Затем слабое поле выключается и система релаксирует к равновесному состоянию. По скоростям релаксации определяются значения Т , и То и затем рассчитываются времена корреляции броуновского движения. С помощью ядерной магнитной релаксации их можно измерять в широком диапазоне температур и частот. Измеренные времена корреляции позволяют определить размер частиц. Метод ядерной магнитной релаксации применим не всегда, поскольку нужно учитывать релаксацию молекул как дисперсной фазы, так и дисперсионной среды. Интерпретация результатов оказывается затруднительной. Метод применим для высокодисперсных систем с частицами от молекулярных размеров до десятков нанометров. Исследования нефтяных систем этим методом только начинаются [140]. Проведенные этим методом исследования дисперсности масляных фракций нефти и их фенольных растворов позволили установить, что размеры образующих их ССЕ составляют величины порядка 10 нм [141]. [c.99]

По мере увеличения скорости вертикального потока газа и в отсутствие разделяющей перегородки в аппарате фонтанирующего слоя возникает несколько иной режим циркуляции дисперсного материала и движения газа. Наблюдения за течением газа с помощью нитковых индикаторов и измерения скорости газа шаровыми зондами показали, что имеются две зоны, существенно отличающиеся по характеру течения сплошной фазы. Над входным щелевым отверстием аппарата образуется изобарическая турбулентная струя, а около наклонной стенки — малоскоростной обратный поток газа в направлении основания восходящей струи. В таком аэрофонтанном режиме частицы дисперсного материала следуют за газовым потоком, при этом в аппарате фонтанирующего слоя образуются характерные зоны вертикальная двухфазная струя (зоны I и 2 на рис. 5.24), зона опускающегося материала (зона 3), свободное от частиц пространство (зона 5) и зона поперечного движения материала 4). [c.346]

Для изучения обратного влияния частиц на характеристики течения потока газа необходимо проведение измерений полей мгновенных скоростей частиц-трассеров, моделирующих движение сплошной среды, в присутствии частиц дисперсной фазы и их последующей статистической обработки. Главная проблема при проведении такого рода измерений в гетерогенных потоках — вероятность возникновения перекрестной помехи сигналов от обоих видов частиц (мелких частиц-трассеров и крупных частиц дисперсной фазы), присутствующих в течении. Точность получаемых результатов во многом зависит от того, в какой степени можно отделить сигналы от указанных выше частиц. Отметим, что серийно выпускаемые ЛДА производства фирм TSI (США) и Dante (Дания) не оборудованы устройствами, позволяющими осуществлять селекцию сигналов. Тем не менее в течение последних лет ЛДА стали основным инструментом при исследовании гетерогенных потоков. При проведении этих экспериментов исследователи были вынуждены разрабатывать устройства, осуществляющие дискриминацию сигналов. Ниже описываются методы селекции сигналов, а также методика теоретической оценки эффективности амплитудной селекции сигналов и ее контроля экспериментальным путем. [c.80]

Пусть требуется измерить локальные скорости движения частиц силикагеля диаметром 5 мм в плоской прозрачной модели аппарата с псевдоожиженным слоем, размеры которого составляют 150x150x7 М1М. Из1вестно также, что средняя скорость частиц составляет б см/с, порозность псевдоожиженного слоя 0,6. Погрещность измерения координаты меченой частицы не должна превышать 3 мм. В принципе задача определения скорости движения частиц дисперсной фазы в плоской прозрачной модели. могла бы быть решена с помощью одного из оптичесмих методов. [c.184]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология