Истечение жидкости из пены

Из сказанного видно, что возможность образования пены определяется возможностью образования жидких пленок. Но, как было показано в гл. 6, эти пленки даже в неустойчивом состоянии могут образовываться только тогда, когда в жидкости содержится поверхностно-активный компонент, который замедляет течение на поверхности пленки и определяет соответствующий гидродинамический режим истечения жидкости из пены. Растворы, не содержащие поверхностно-активных компонентов, и чистые жидкости не могут образовывать достаточно устойчивые пленки и поэтому не дают пен. Утверждение некоторых авторов о том, что слабое пенообра-зование якобы возможно в отсутствие поверхностно-активных веществ, ошибочно. Пены могут образовываться в присутствии очень малых количеств поверхностно-активных веществ, примеси которых, по-видимому, содержались и в жидкостях при проведении тех опытов, на основании которых были сделаны эти ошибочные выводы. [c.224]

Из рис. 10.2.2.1 следует, что в начальный момент времени происходит опускание нижней границы, вызванное всасыванием жидкости в пену. При i = ii всасывание жидкости заканчивается. При / > ti наблюдается подъем границы, сопровождающийся истечением жидкости из пены и перераспределением газосодержания по высоте пенного столба. [c.101]

Процесс истечения жидкости из пены под действием гравитационных сил называют дренированием. Если сосуд наполнить пеной и оставить на некоторое время, то постепенно на дне собирается слой жидкости, который будет расти до тех пор, пока в пленках пены не останется совсем мало жидкости (или пока пленки не лопнут). [c.72]

Процесс истечения жидкости из пены очень сложен и не может быть описан простым математическим уравнением используют комплекс уравнений, составленных 1фи анализе тех или иных физических моделей, которые применяют для описания разрушения пены при истечении жидкости. [c.73]

Показано, что процесс истечения жидкости из пены может быть условно разбит на три этапа, кинетика каждого из которых аппроксимируется соответствующими эмпирическими уравнениями [32, 39]. [c.47]

Таким образом, если кумулятивная кривая истечения жидкости из пенного столба описывается уравнением (1.55), то количественные характеристики стабильности пены выражаются зависимостями (1.56) — (1.58)., [c.48]

Хорошее совпадение расчетных и опытных данных определения кинетики истечения жидкости из пены и параметров стабильности пены по предложенным выше формулам иллюстрируется данными табл. 1.3. При увеличении концентрации пенообразующих растворов параметры Тц.вИ Тн монотонно возрастают, тогда как параметр Тк имеет более сложную зависимость от концентрации, чаще всего экстремальную [40]. [c.49]

Исходя из уравнения материального баланса жидкой фазы во времени при наличии истечения жидкости в стационарных условиях, можем написать соотношение (4.186), а из него получаем время, необходимое для истечения жидкости из пены и образования сухой пены (4.187) [c.125]

При выводе уравнения (4.187) мы исходили из условия истечения жидкости в стационарных условиях. Однако в действительности ири истечении жидкости из пены меняется напор столба жидкости, несмотря на то, что высота столба пены остается неизменной. Кроме того, цо высоте столба пены [c.125]

Истечение жидкости из пены происходит по каналам Плато-Гиббса (ребрам пленочного каркаса, разделяющего пузырьки). Переток жидкости из пленок к каналам обусловлен капиллярными силами, а истечение жидкости — гравитационным полем. Предложено множество различных кинетических уравнений синерезиса, имеющих экспоненциальный или гиперболический вид. Наилучшим образом экспериментальные данные аппроксимируются выражением [c.229]

Вытекание жидкости из пленок пены приводит к увеличению ее кратности, а так как электропроводность пен связана с кратностью приближенным уравнением (2.15), то уменьшение электропроводности пен может быть обусловлено не только снижением температуры, но и распадом пены. Однако данные табл. 4 показывают, что, несмотря на продолжительное старение пен, их кратность, пропорциональная Xq/Хп, при охлаждении увеличивается незначительно. Это объясняется, очевидно, увеличением вязкости жидкости в пленках пены, вследствие чего истечение жидкости из пен сильно замедляется. [c.39]

ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ИЗ ПЕНЫ [c.61]

Истечение жидкости из пены происходит по каналам Плато под влиянием сил тяжести и капиллярных сил всасывания. В пенах и вертикальных свободных пленках эти силы действуют одновременно. В горизонтальных свободных пленках гравитационное влияние отсутствует, и поэтому процессы утончения и разрушения таких пленок происходят иод действием только капиллярных сил, [c.61]

Профиль скоростей истечения по сечению пленки и распределение поверхностной энергии представлены на рис. 35. Кинетику истечения жидкости из пен, полученных методом барботирования воздуха через растворы сульфонола НП-1 различных концентраций, иллюстрирует рис. 36. Как следует из рис. 36, скорость истечения, характеризуемая отношением AF/Дт, изменяется во времени. Начальные участки кривых характеризуют минимальную скорость, затем она достигает наибольшего значения и вновь падает. Незначительный конечный объем раствора (единицы процента от обш его объема первоначально содержащейся в пене жидкости) удерживается в пленках продолжительное время с сохранением в ряде случаев устойчивой структуры пены. Увеличение содержания в пенообразующем растворе ПАВ замедляет скорость истечения жидкости из пены на всех участках, что связано с повышением структурно-механических свойств пленок, с увеличением объема мицелл, а также с усилением взаимодействия между адсорбционными слоями. [c.63]

Кинетика истечения жидкости из пен изучалась многими исследователями. Эмпирически и теоретически были получены уравнения, описывающие этот процесс некоторые из уравнений приведены в монографии Бикермана [6]. [c.63]

Большинство авторов для теоретического и экспериментального исследования истечения жидкости из пен используют физические модели этого явления. При этом скорость потока жидкости под действием силы тяжести определяют по уравнению Пуазейля [c.64]

Рассматривая пену как группу капилляров, в которой течение жидкости подчиняется уравнению (4.12), авторами работы fS] получено следующее выражение, описывающее кинетику истечения жидкости из пены [c.64]

Кривые истечения жидкости из пены, как видно из рис. 36, могут быть разбиты на три участка, каждый из которых аппроксимируется одним из эмпирических уравнений [И] (4.20), V = Vff — 1/A tи уравнением (4.14) (см. табл. 5). Эти уравнения, предложенные для водных пен, достаточно хорошо описывают также кинетику истечения жидкости из пен на основе органических растворителей, хотя концентрация ПАВ, необходимая для получения таких пен, во много раз больше. [c.66]

Этой гидро- и газодинамической аналогии соответствуют процессы истечения жидкости из пен и общее изменение объема газа в пене, т. е. не учитываются другие факторы разрушения пен. Диффузия же газа объясняется более сложным механизмом, зависящим от свойств раствора и степени сжатия газа Ь пузырьках, которая, в свою очередь, обусловливается распределением пузырьков по размерам. [c.67]

ТАБЛИЦА 5. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ, ОПИСЫВАЮЩИЕ ПРОЦЕСС ИСТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ ИЗ ПЕН [c.68]

СЕДИМЕНТАЦИОННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ Нарушение седиментационной устойчивости пен связано с процессом самопроизвольного стекания жидкости в пленке пены, что приводит к ее утончению и, в конце концов, к разрыву. Этот процесс вызывается действием сил гравитации и капиллярных сил всасывания. Жидкость стекает по каналам Плато. Екши сосуд наполнить пеной и оставить на некоторое время, то постепенно на дне собирается слой жидкости, который будет расти до тех пор, пока в пленках пены не останется совсем мало жидкости или пока пленки не лопнут. Истечение жидкости из пены может происходить и вследствие капиллярного всасывания (всасывание через границы Плато). Стенка между соприка-саюпщмися пузырьками одинакового размера в пене плоская, это своего рода плоский капилляр, поэтому жидкость, заполняющая стенку, находится под таким же давлением, как и газ в двух пузырьках. Однако поверхность жидкость-воздух вблизи места соединения трех пузырьков (граница Плато) вогнута по отношению к воздушной фазе. Следовательно, жидкость на границе Плато находится под отрицательным капиллярным давлением, и перепад давления гонит жидкость из плоской стенки между пузырьками к границе Плато. Процесс истечения жидкости из пленки очень сложен и не может быть описан простым математическим уравнением. Утончение пленок возможно не только в результате вытекания жидкости, во и при ее испарении. Большая поверхность пены этому способствует, а замкнутость газовых пузырьков тормозит этот процесс. Разрыв пленки, по Дерягину, включает три стадии [c.272]

Этот метод предусматривает добавление в растворы ПАВ стабилизаторов. Их действие основано на увеличении вязкости растворов и замедлении за счет этого истечения жидкости из пен. Другими словами, к действию кинетического фактора устойчивости, характерного для пенрбразователей — ПАВ, добавляется структурно-механический фактор. [c.276]

Подобные процессы происходят при уплотнении осадков в отстойниках, фильтрующих и осадительных центрифугах, при истечении жидкости из пен и т. д. Особенность этих процессов (позволяющая, в отличие от моделирования процессов со взвешенными частицами, сделать неформальной их общую постановку для пространственной задачи) — определенность тензоров нагфяжений в уравнении (3.3.1.2) для скелета капил-лярно-пористого тела. [c.197]

Не обсуждая правомерность отмеченной выше терминологии, отметим, что в раскрытии физической сущности синерезиса пены теория взатюпроникающих сред [4] является наиболее конструктивной. Дейагви-тельно, если ввести в рассмотрение компрессионную характеристику пены, определяющ>то ее упругое сопротивление деформации, то становится очевидной одинаковая физическая сущность процесса истечения жидкости из пены и процесса фильтрационной консо-jmflaqnn осадков, рассмотренных в 10.2.1. Отметим, что впервые на упругость пены обратил внимание Дерягин (1931) [3]. [c.98]

Мы уже говорили, что пена разрушается в результате истечения жидкости из пенных пленок, диффузии газа из одних пузырьков в другие и разрьта отдельных пленок внутри пены. Структура пены предопределяет, какой из этих процессов будет наиболее разрушительным. Так, в пенах с толстыми стенками происходит интенсивное истечение жидкости из пленок, а в пенах высокой кратности (тонкостенных), а также в пенах, образованных вязкими жидкостями, разрушение вызывается в первую очередь диффузией газа. [c.70]

Истечение жидкости из пены может происходить и вследствие капиллярного всасывания (всасывание через границы Плато). Стенка >1ежду соприкасающимися пузырьками одинакового размера в пене -плоская, это своего рода плоский капилляр, поэтому жидкость, заполняющая стенку, находится под таким же давлением, как и газ в этих двух пузырьках. Однако поверхность раздела жидкость-воздух близ места соединения трех пузы]н>ков (граница Плато) вогнута по отношению к воздушной фазе. Следовательно, жидкость на границе Плато находится под отрицательным капиллярным давлением и перепад давления гонит жидкость из плоской стенки между пузырьками к границе Плато. Этот перепад давления обычно значительно больше перепада давления воздуха в двух смежных пузырьках. [c.72]

Наиболее простой и действенный а потому и самый распространенный способ повысить жизнеспособность пен-стабилизащя пен специальными добавками. Этот метод предусматривает добавление в растворы ПАВ химических веществ-сгиобилмзаторов.Их действие основано на увеличении вязкости растворов и замедлении за-счет этого истечения жидкости из пен. Иногда происходит внедрение молекул стабилизатора в частокол молекул пенообразователя в пленках пены и связывание их в прочные и устойчивые- объединения. Упрочнители пены могут быть растворимыми и нерастворимыми, органическими и минеральными (электролиты). [c.80]

Повышение температуры при прочих равных условиях приводит к увеличению интенсивности пенообразования, однако устойчивость пены при этом существенно понижается (рис. 2-5, б) в связи с тем, что с повышением температуры возрастает скорость растворения и фосфата, и сопутствующих карбонатсодержащих минералов. Повышение температуры одновременно приводит к понижению вязкости фосфорнокислого раствора, усиливает тепловые колебания адсорбированных молекул ПАВ, снижает устойчивость их гидратных слоев [33], что в совокупности приводит к ускорению истечения жидкости из пены и ее разрушению. [c.47]

Акустические колебания используют для разрушения пен только второго типа. При этом оказывается экономически целесообразным разрушение этих пен на так называемой сухой стадии. Сухие пены образуются по окончании истечения межпленочной жидкости из иен второго тппа. Истечение жидкости из пены происходит ио так называемым каналам Плато под влиянием сил тяжести и капиллярных сил всасывания. Истечение заканчивается, когда вся излишняя жидкость будет удалена, и абсорбционные сольватированные слои пленок соединятся. [c.125]

Далее начинается утончение адсорбционных слоев до состояния термодинамически неустойчивой пленки. На этой стадии истечение жидкости из пены нельзя рассматривать и рассчитывать с точки зрения гидродинамики, так как становится существенным влияние капиллярных явлений. Под действием капиллярных сил, обусловленных различной кривизной отдельных участков пленки пузырька, поверхностные слои пленок при истечении подвергаются упругим деформациям они могут растягиваться или сжиматься в соответствии с направлением действуюгцих на них усилий. При растягивании пленки молекулы ПАВ поверхностного слоя становятся менее плотно упакованными , т. е. происходит локальное з еличение поверхностного натяжения. Однако проявляюгцийся эффект Марангони восстанавливает ослабленный участок. Эти два процесса протекают одновременно в течение всего периода существования пены вплоть до достижения пленками критической тол- [c.62]

П. М. Кругляков и П. Р. Таубе в качестве модели приняли систему цилиндрических капилляров. Положив в основу процесса истечения жидкости уравнение (4.12), авторы теоретически рассмотрели истечение жидкости из пен при следующих допущениях [9] Ар — onst и Nq/Iq = N/l. Последнее допущение, показывающее, что отношение удельного числа капилляров N (число капилляров, приходящееся на единицу площади) к их длине I, пропорциональное высоте столба пены, в процессе истечения не меняется и справедливо только в том случае, если при истечении жидкости обе величины N и I) уменьшаются. Отношение же N/1 может уменьшаться, увеличиваться или оставаться постоянным. Радиус капилляра г только уменьшается. Поэтому полученное авторами уравнение [c.65]

Справедливость уравнения (4.18) проверяли [9] на пенах, полученных тремя различными способами встряхиванием в цилиндрах, просасыванием раствора через пористый фильтр на приборе Арбузова — Гребенщикова и перемешиванием в пеновзбивателе. Для получения пен использовали растворы различных пенообразующих веществ, причем в некоторых опытах в раствор вводили загустители. Кинетика истечения жидкости из пены, полученной встряхиванием в цилиндрах, вполне удовлетворительно описывается уравнением (4.18). Однако при использовании прибора Арбузова — Гребенщикова и иеновзбивателя для некоторых растворов наблюдались значительные отклонения от этого уравнения, особенно в начальный момент истечения. [c.65]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология