Дисперсные системы размер капель

Эмульсии — это дисперсные системы, образованные в простейшем случае двумя несмешивающимися жидкостями, одна из которых диспергирована в объеме другой, т. е. системы Ж/Ж. Размер частиц дисперсной фазы в эмульсиях изменяется в широких пределах, включая и коллоидную область (от 100 до 10 ООО нм). Но в большинстве случаев эмульсин—это грубодисперсные системы, содержащие капли дисперсной фазы, хорошо видимые в обычный микроскоп (рис. VI.9, а). [c.284]

Туманом называется дисперсная система, содержаш ая взвешенные в газе мелкие капли жидкости. Размеры капель от 0,01 до 1 мкм в зависимости от условий образования тумана [23]. Причиной возникновения тумана во многих производствах является конденсация паров и распыление жидкости. В ряде производств химической промышленности осуществляется очистка газов от тумана серной, фосфорной и соляной кислот, органических продуктов и др. Однако улавливание, например, сернокислотного тумана — операция сложная. Частички его настолько малы, что очень плохо улавливаются в простых осадительных, инерционных и циклонных аппаратах, обычно применяемых для очистки газов от пыли и брызг. В то же время капли тумана трудно проникают через границу раздела фаз, поэтому они плохо поглощаются в таких промывных аппаратах, как башни с насадкой и камеры с разбрызгиванием жидкости. [c.182]

Математическая модель неустановившегося потока дисперсной фазы в слое насадки [7]. Рассмотрим объем колонны достаточно больших размеров, равномерно заполненный беспорядочно уложенной насадкой, в котором происходит случайное неориентированное движение струй или капель (пузырей) дисперсной фазы. Струи (капли, пузыри) рассматриваются как однородные изолированные макроэлементы, не подверженные эффектам слияния (коалесценции) и разбиения (редиспергирования). При построении вероятностно-статистической модели процесса будем полагать, что случайный характер движения дисперсной фазы в насадке подчиняется закономерностям непрерывного марковского процесса. Это значит, что вероятность перехода элемента дисперсной фазы, находящегося в момент времени в точке насадочного пространства, в точку М, достаточно близкую к точке М , за время А4, отсчитываемое от момента 1 , не зависит от состояния системы до момента 1 . [c.351]

Одним из наиболее широко применяемых методов оценки степени дисперсности эмульсий является измерение их оптической плотности (светопроницаемости). В приборе, описанном Гриффином и Беренсом [1], этот принцип используется для одновременной сравнительной оценки устойчивости и степени дисперсности нескольких эмульсий. Луч света, проходя через эмульсии, находящиеся в трубках Несслера, попадает на экран, что позволяет непосредственно оценить степень их расслаивания. Метод рассеяния света, успешно применяющийся при изучении мицеллообразования в растворах мыл, может быть использован также для определения размеров капель эмульсии. Этот метод особенно пригоден для светопроницаемых эмульсий, образованных жидкостями с близкими коэффициентами преломления, и для очень разбавленных эмульсий и дисперсий. В концентрированных же системах, где капли дисперсной фазы упакованы более плотно, вычисленные размеры оказываются меньше действительных [2]. [c.343]

В работе [52] рассмотрено поведение капель в пламени, в горючей жидкости и на твердых поверхностях, окружающих очаг горения. Установлено, что оптимальный диаметр капель для тушения бензина составляет 0,1 мм, для керосина и спирта 0,3 мм, для трансформаторного масла и нефтепродуктов с высокой температурой вспышки 0,5 мм. Отношение времени испарения капли воды ко времени ее нагрева не зависит от размеров капли и составляет около 13,5. Установлено также, что время испарения капли диаметром 0,1 мм не превышает 0,04 с. За это время капли с указанной степенью дисперсности успевают полностью испариться в пламени и обеспечить высокий коэффициент использования воды и соответствующий эффект тушения. Более крупные капли испаряются не полностью и не дают подобного эффекта, который определяется преимущественно интенсивностью испарения, приводящего к снижению температуры и разбавлению горючей системы. [c.66]

В реальных системах частицы, капли, поры или другие элементы, образующие дисперсную фазу, никогда не бывают одинаковыми по своим размерам. Отсюда—задача дисперсионного анализа нахождение среднего размера или закона распределения элементов дисперсной фазы по размерам. Решение этой задачи, имеющее огромное значение не только для исследовательских, но и производственных целей, проводят в зависимости от области дисперсности различными методами. [c.45]

Диаметр капель (пузырьков) О связан с удельной межфазной поверхностью а (м /м ) и объемной долей дисперсной фазы ф [(л<з дисперсной фазы)/(л<з объема системы)]. Эту связь можно выявить из следующих соображений, например, для системы жидкость—жидкость. Заменим неодинаковые по размерам капли, находящиеся в 1 м эмульсии, на п шарообразных капель с теми же суммарной поверхностью и объемом тогда средний объемно-поверхностный диаметр таких капель 0 2 определяется соотношениями [c.461]

На практике в большинстве двухфазных дисперсных системах число частиц со временем уменьшается, одновременно увеличивается их размер. Для эмульсий столкновение двух капель приводит к их слиянию (коалесценции) с образованием одной капли большего размера. Частицы при столкновении могут и не коалесцировать, а образовывать агрегаты. Агрегация частиц происходит за счет молекулярных сил притяжения Ван-дер-Ваальса Лондона. [c.268]

В процессах жидкостной экстракции для увеличения межфазной поверхности одна из жидкостей обычно диспергируется в другой в виде капель. Межфазная поверхность в этом случае определяется размером дисперсных частиц и объемной долей дисперсной фазы в аппарате или его удерживающей способностью (УС). Как правило, в экстракторах образуется ноли- дисперсная система капель. Поэтому степень дисперсности оценивают некоторым средним размером капли. Обычно в качестве такой величины выбирают средний поверхностно-объемный диаметр капель d, связанный с удельной межфазной поверхностью fvn простым соотношением [c.43]

Вот-вот. Это и была грубая дисперсная система, которая называется еще суспензией, а частицы твердого труднорастворимого вещества имели размеры больше 100 нанометров, — важно сказала толстая капля. —Если же частицы—труднорастворимая жидкость, то дисперсная система называется эмульсией. [c.16]

Наряду с газообразными примесями наиболее важным источником загрязнения атмосферы являются аэрозоли, т. е. дисперсные системы, состоящие из взвешенных в воздухе твердых и жидких частиц, размеры которых колеблются в очень широких пределах от нескольких миллиметров (капли дождя) до 0,01 мкм. Если дисперсная фаза состоит из капелек жидкости, аэрозоль называется туманом, если из твердых частиц — дымом атмосферная пыль относится к грубодисперсным аэрозолям. [c.124]

Исходя из сложной природы механизмов коалесценции представляется интересным связать два вида коалесценции как отношение их времен для оценки фазового разделения в зоне плотной упаковки капель дисперсной фазы в системе жидкость—жидкость. Обычно предполагается, что в дисперсном слое переменные, влияющие на коалесценцию капля—капля и капля—поверхность раздела, одни и те же для данного размера капель. На этой основе возможно дать теоретические выражения для времен контакта. Так, уравнение для времени стенания пленки в модели жесткая сфера—плоскость записывается [39] [c.292]

Приведенная степень черноты 61-2 в случае дисперсных потоков зависит не только от физических характеристик газа и капель, но также от их размера и концентрации. В работе [16] в приближении оптически тонкого слоя приведен метод расчета 61-2 при излучении от пара к каплям в системах охлаждения дисперсным потоком. [c.69]

Стабильность является одним из основных свойств эмульсий, однако недостаточным для полной характеристики, так как необходимо знать геометрические и концентрационные параметры системы, т. е. размер капель и концентрацию их. Эти параметры зависят от метода получения и физических свойств гетерогенной системы (поверхностного натяжения, вязкости, плотности фаз и т. д.). Результаты дисперсного анализа и соотношение объемов непрерывной и дисперсной фаз наиболее полно характеризуют эти параметры. Зная объем дисперсной фазы Уф и общее число капель эмульсии п легко получить средний объем капли, входящий в уравнение (2) [c.421]

Искусственные эмульсии обычно получают путем диспергирования — энергичного перемешивания смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей. Образующиеся капли жидкостей двух видов в обеих фазах в размешиваемой системе растягиваются в струи. При достаточной степени растягивания (удлинения) капли приобретают неустойчивую форму и дробятся. Таким образом, возрастает дисперсность. С увеличением числа капель увеличивается и вероятность их обратного слияния, так что любое диспергирование приводит к установлению стационарного состояния, характеризующегося определенной, максимально возможной степенью дисперсности и определенным распределением капель по размерам. Это предельное состояние существенно зависит от наличия в смеси препятствующих коалесценции стабилизаторов, называемых эмульгаторами. Увеличение дисперсности в разбавленной эмульсии приводит к повышению ее устойчивости за счет снижения скорости седиментации. Например, молоко, подвергнутое дополнительному диспергированию, во время длительной транспортировки не образует сливок. Для получения эмульсий используют различные аппа- [c.240]

К дисперсным относят системы, содержащие дискретные образования, распределенные в сплошной среде. Дискретные образования, называемые дисперсной фазой, представляют собой твердые зерна, частицы, не изменяющие своей формы и размера при протекании технологического процесса, либо капли или газовые пузыри, способные изменять свои размеры (диспергировать, коалесцировать) и деформироваться в ходе процесса. В качестве сплошной среды (ее еще называют дисперсионной средой или фазой), отделяющей дискретные образования одно от другого, используются жидкости или газы. [c.213]

Если скорость процесса в системе ж — ж полностью контролируется скоростью реакции, то она не должна зависеть от поверхности контакта фаз и, следовательно, от степени перемешивания. Однако это не всегда справедливо. Процесс, который, как кажется, не зависит от перемешивания, при скорости особенно выше средней, не будет контролироваться только химической кинетикой. Как указывалось при обсуждении нитрования ароматических соединений, любое возрастание межфазной поверхности за счет перемешивания будет сопровождаться уменьшением размеров капель. Это приведет к снижению коэффициента массопередачи в дисперсной фазе вследствие уменьшения внутренней циркуляции в каплях п взаимоде -ствия капель. Приведенные факторы могут компенсировать друг друга и тогда окажется, что процесс, контролируемый массопередачей, не зависит от интенсивности перемешивания. В результате единственно твердый вывод будет таким, если скорость процесса зависит от степени перемешивания, значит важны явления массопередачи. Принимается, что перемешивание достаточно для получения однородной дисперсии. [c.374]

Дробление капель. Для получения эмульсии и снижения степени ее дисперсности при механическом перемешивании наиболее целесообразно использовать такую компоновочную схему аппарата и типы перемешивающих устройств, которые обеспечивают высокие значения диссипации мощности в зоне дробления. В отличие от формирования газо-жидкостной системы, где весь газ подается в зону с максимальной диссипацией мощности, в системах жидкость—жидкость диспергируемый компонент распределяется по всему объему аппарата. В результате дисперсионный состав капель изменяется во времени, поскольку определяется вероятностью попадания капли в зону с максимальной диссипацией мощности, а средний размер капель уменьшается во времени. [c.720]

Зародыши способны к дальнейшему росту, и должен начаться фазовый переход, скорость которого ограничена необходимостью перейти через потенциальный барьер АС/щах, т. е. еще до начала обычного скачкообразного перехода сплошная фаза не вполне гомогенна и содержит зародыши дисперсной фазы. Френкель [123] рассматривал образование капель жидкости из паровой фазы при условии, что капли некоторого размера, слегка превышающего критический, удаляются из системы по мере своего образования и заменяются эквивалентным числом отдельных молекул. Число капель любого [c.827]

Эффективный размер капель, составляющих дисперсную систему, зависит от скорости коалесценции капель по отношению к отрезку времени их нахождения в системе. Капли объединяются, если возможен их физический контакт (исключая случаи их взаимной изоляции, как, например, в случае капелек ртути, покрытых пылью). Физический контакт капелек аэрозолей может явиться результатом броуновского движения, и частицы тумана объединяются с постоянно уменьшающейся скоростью, которая хорошо описывается простым законом [c.74]

Если дисперсная фаза в воздухе представляет собой мельчайшие капли жидкости, то такая система называется туманом, если же она состоит из частиц твердого вещества — дымом. Размеры частиц дымов и туманов варьируют в пределах от 10 до [c.237]

В растворах высокомолекулярных соединений при изменении температуры, pH или при введении низкомолекулярных веществ иногда наблюдается явление коацервации. Внешне процесс коацервации характеризуется отделением от золя изолированных друг от друга макроскопических капель жидкости или целого жидкого слоя. Такая капля (рис. 203) содержит рой ультрамикроскопических капелек. Каждая из них состоит из нескольких первичных сольватированных частиц, сохранивших свою самостоятельность. Таким образом, от высаливания коацервация отличается тем, что вещество дисперсной фазы не отделяется от растворителя, а собирается в невидимые простым глазом жидкие капельки, которые постепенно сливаются в капельки больших размеров — вплоть до видимых невооруженным глазом, пока процесс этот не закончится полным расслоением системы на два жидких слоя. Вязкая фаза, содержащая все или почти все высокомолекулярное вещество, называется коацерватом. [c.474]

Комбинированная модель колонного экстрактора с обратным перемешиванием потоков. Рассмотренные выше математические модели используются в основном в тех случаях, когда капли дисперсной фазы имеют приблизительно равные размеры. В полидисперсных системах время пребывания капель различно, а величина движущей силы процесса массообмена и коэффициенты массопередачи меньше, чем для систем с одинаковыми размерами капель. Различие в скоростях движения капель разных размеров приводит, наряду с обратным перемешиванием, к прямому перемешиванию фаз. Применение комбинированной модели позволяет одновременно учесть явления прямого и обратного перемешивания. [c.171]

Размер частиц дисперсной фазы и распределение частиц по размерам определяются механизмом взаимодействия частиц дисперсной фазы. Основным типом взаимодействия в дисперсной фазе двухфазной системы жидкость—жидкость в аппарате с мешалкой являются коалесценция и дробление капель объемом Vj и Vj и концентрацией q и с . Когда две капли коалесцируют, то освобождается достаточно большое количество энергии, чтобы принять полное перемешивание в образовавшейся капле. Поэтому при дроблении образовавшейся капли [c.403]

Среди xapajKTepHbix явлений в дисперсных системах, связанных с избирательным смачиванием, можно назвать просачивание эмульсий через пористые фильтры, Если грубодиоперсный фильтр избирательно смачивается каплями дисперсной фазы эмульсии, то эти капли могуг прилипать к поверхности материала фильтра и задерживаться. Высокодисперсный фильтр, избирательно смачиваемый дисперсионной средой, также способен задерживать капли эмульсии, размер -которых много больше диаметра пор капли не могут пройти через такой фильтр, так как для этого требуется их сильная деформация, приводящая к возникновению высокого капиллярного давления. Первый вариант иногда используется для освобождения нефти от эмульгированной в ней воды (см. также 3 гл. X) нефть фильтруют через грубодисперсный гидрофильный фильтр фильтрация через тонкопористы гидрофобный фильтр позволяет очистить от воды бензин. [c.98]

Наиболее простыми являются дисперсные системы с твердой дискретной фазой — из-за постоянства размеров и отсутствия движения вещества внутри самого зерна (тогда как в капле или пузыре может происходить внутренняя циркуляция). Ниже достаточно детально будут рассмотрены дисперсные системы именно с твердой фазой, в определенном смысле они часто служат упрощенной моделью для систем с жидкостями и с газовыми пузырями (некоторые аспекты гидравлики этих систем в учебнике лищь затронуты). [c.214]

Капли, оказавшиеся в контакте друг с другом, легко объединяются. Такое поведение свойственно только жидким дисперсным системам. Твердые частички, сталкиваясь, могут объединиться или не объединиться, а получившийся агломерат может быть относительно нестабильным. Коалесцирующие капли полностью теряют свою индивидуальность и никогда в точности не восстанавливаются. За исключением коалесценции и спо-собпости больших капель распадаться при падении, механика жидких и твердых частиц одинакового размера по существу та же. Этой теме посвящена обширная литература. [c.75]

Туманом называется дисперсная система, содержащая взвешенные в газе мелкие капли жидкости. Весовая концентрация тумана колеблется в сравнительно узких пределах. Это объясняется тем, что туман является весьма неусто1гчивой системой его весовая концентрация быстро изменяется вследствие коагуляции и осаждения капель под действием силы тяжести. Размеры капель в тумане колеблются также в небольших пределах, так как крупные капли быстро осаждаются под действием силы тяжести, а очень мелкие капли испаряются или коагулируют. [c.7]

АЭРОЗОЛИ — дисперсные системы, состоящие из мелких твердых или жидких частиц, взвешенных в газовой среде (обычно в воздухе). А., дисперсная фаза к-рых состоит из капелек жидкости, наз. туманами, а в случае твердой дисперсной фазы — ды-Д1ами пыль относят к грубодисперсным А. Размеры частиц в А. изменяются в очень широких пределах — от нескольких миллиметров (хлопья снега, капли дождя) до 10 см. Дисперсность большинства А. значительно ниже, чем у коллоидных систем, и близка [c.181]

Микроэмульсии (наноэмульсии) представляют собой термодинамически стабильные дисперсии несмешивающихся жидкостей. При смешивании капли одной жидкости, стабилизированные пленкой ПАВ, распределяются в другой. Микроэмульсии относятся к лиофильным дисперсным системам и получаются либо путем самопроизвольного диспергирования несмешивающихся жидкостей в результате понижения межфазного натяжения, либо в процессе солюбилизации с образованием, например, обратных мицелл. Термодинамическая стабильность микроэмульсионных систем обусловлена низким межфазным натяжением, которое может составлять до 10 Дж/м . В зависимости от того, какая фаза является дисперсной, а какая непрерывной, микроэмульсии могут быть прямыми — масло в воде или обратными — вода в масле, где под маслом подразумевается неполярная органическая жидкость. В обоих случаях дисперсная фаза состоит из капель, размер которых не превышает 100 нм. [c.350]

К концентрированным эмульсиям относятся высокодисперсные системы с сравнительно большим содержанием дисперсной фазы (до 74 объемн. %). Указанный максимальный предел концентрации относится к моподисперсным эмульсиям и соответствует максимально возможному объемному содержанию недеформированных капель независимо от их размера. Реальные эмульсии получаются обычно л ,лолидисперсными, и этот предел для них является условным, так п<ак упаковка капель бывает иной, чем в монодисперсных эмульсиях, например, между большими каплями могут помещаться мелкие. [c.17]

Это обнаруживается, в частности, для таких ПАВ, которые в статических условиях в системе водный раствор ПАВ — углеводород вызывают квазиспонтанное эмульгирование на границе раздела фаз с образованием ультрамикроэмульсии (УМЭ) — предельно высокодисперсной (коллоидной) эмульсии прямого типа ( подробнее см. на с. 193—195). Ультрамикрокапельки такой эмульсии тем более образуются (наряду с относительно крупными каплями обычной эмульсии) в динамических условиях — при перемешивании системы раствор ПАВ — углеводород для достижения равновесной солюбилизации. Дисперсность УМЭ столь высока (ее частицы соизмеримы по" размеру с мицеллами), что происходит усреднение показателя преломления и наблюдаемые его значения завышены по сравнению с величиной, отвечающей равновесной солюбилизации [42]. Об этом свидетельствуют кривые зависимости показателя преломления водного раствора ПАВ от времени его контакта с углеводородом (рис. 64). Кривая типа / характерна для ПАВ, отличающих- [c.180]

Процесс формирования зерна ПВХ можно разделить на две стадии. На первой в результате перемешивания в присутствии высокомолекулярного СЭ в системе ВХ - вода + СЭ происходит образование эмульсии, дисперсной фазой которой является ВХ. Это частный случай формирования эмульсии двух несмешивающихся жидкостей в турбулентном потоке. На второй стадии по мере увеличения конверсии возможна коагуляция полимеризующейся эмульсии ВХ с образованием прочных связей между отдельными каплями. В результате возникает конечная структура зерна ПВХ, причем его размер и форма во многом определяются размерами капель полимеризующейся эмульсии ВХ. [c.22]

Многие промышленно важные химические реакции, такие как нитрование, сульфирование, омыление эфиров водными растворами щелочей и др, проводятся в проточных реакторах с мешалкой в двухфазной системе жидкость-жидкость. При этом в обшем случае реагенты, растворенные в несмешиваюшихся растворителях, переходят из одной фазы в другую и реагируют на поверхности раздела или в объем той или иной фаз. Выход в таких реакторах зависит как от кинетики реакции, так и от скорости подвода реагентов в зону реакции, т. е. от гидродинамики реактора. Основнымн параметрами, определяющими гидродинамику двухфазного реактора, являются структура потоков в реакторе, размер капель дисперсной фазы, поверхность раздела фаз и удерживающая способность по дисперсной фазе, распределение времени пребывания по обеим фазам и степень взаимодействия между каплями дисперс -ной фазы. [c.141]

Дисперсная фаза. Опытные данные о массоотдаче в двухфазных жидких системах отсутствуют. Можно, однако (см. главу V), рассматривать капли как циркулирующие сферы с эффективным коэффициентом диффузии Оп, из.меняющимся от Во до 2,5 Во в зависимости от степени внутренней циркуляции. Измеряя скорость растворения о-толуидина в воде в аппарате с мешалкой, Нагата пришел к выводу, что с увеличением числа оборотов мешалки общая скорость процесса увеличивается главным образом в результате увеличения межфазовой поверхности, в то время как Во даже уменьшается оба эти явления, как установлено, обусловлены уменьшением размера капель. [c.470]

Однако при применении этого общего положения к микрогете-рогенным равновесным системам следует иметь в виду ряд дополнительных обстоятельств. Прежде всего, малым объектом здесь является одна из фаз (дисперсная фаза), а другая — достаточно велика, так что в целом рассматриваемая система не является малой. Во-вторых, малость объекта — капли, пузырька, кристаллика — определяется в термодинамической теории искривленных поверхностей по размеру геометрической фигуры, ограниченной разделяющей поверхностью, а это значит, что малый объект может оказаться на самом деле достаточно большим. Если в качестве объекта мы выберем область неоднородности внутри объемной фазы и используем поверхность натяжения, то при г - 0, когда внешняя фаза достигает границ устойчивости, размер неоднородной области с уменьшением радиуса поверхности натяжения может даже возрастать. Поэтому термодинамическое рассмотрение этого случая, проведенное нами ранее, является вполне законным. [c.370]

С помощью микроскопа УЭМБ-100 были исследованы образцы исходных сточных вод. Каплю суспензии разбавляли дистиллированной водой в 30 раз, наносили на сетку-подложку, высушивали и наблюдали при увеличении в 8500 раз [2]. На снимках, приведенных в этой работе, видно, что полистирол образует единичные, шарообразной формы, частицы размером в поперечнике а = 0,06 -г- 0,6 мкм и агрегаты частиц размером 0,5—1,5 мкм. Система является поли-дисперсной (я = 6-10" 5-10 см), ПВС образует пространственную рыхлую сетчатую структуру. [c.80]