Коалесценция пары капель

Внешнее электрическое поле широко используется в процессах обезвоживания и обессоливания нефтей для интенсификации коалесценции отдельных капель. Рассмотрим на примере поведения пары капель механизм их взаимодействия. Будем считать, что капли не деформируются, что эквивалентно замене их двумя жесткими сферами. За счет растворенных минеральных солей капли можно считать проводниками в поле они поляризуются и начинают взаимодействовать друг с другом (рис. 1.4). Сила их взаимного притяжения пропорциональна диэлектрической проницаемости нефти г , квадрату напряженности электрического поля Е и существенно зависит от расстояния между каплями и их радиусов и Общее выражение для силы взаимного притяжения двух незаряженных частиц, действующей вдоль линии, соединяющей их центры, можно записать в виде [c.19]

После добавления деэмульгатора бронирующие оболочки на каплях начинают разрушаться, и капли приобретают возможность коалесцировать друг с другом. В результате коалесценции какой-либо пары капель их суммарная поверхность уменьшается, появляется излишек деэмульгатора, который не может разместиться на этой новой поверхности и должен высвободиться. Пусть за время t исходная меж-фазная поверхность эмульсии уменьшится в q раз. Это означает, что количество деэмульгатора, которое будет захвачено эмульсией, будет также примерно в q раз меньше расчетного его количества, т. е. без учета процесса коалесценции. [c.76]

Полученные капли укрупняются, т.к. малые обладают повышенной упругостью паров", вследствие чего они испаряются и конденсируются на поверхности больших капель . Однако такая система обладает повышенным запасом свободной энергии и термодинамически неустойчива, капли стремятся к коалесценции, что в конечном счете приводит систему к расслоению. [c.55]

Для большинства пар несмешивающихся жидкостей, добавление третьего компонента, растворимого в каждой фазе, понижает межфазное натяжение. 13 связи с этим, при массопередаче из капли концентрация растворенного вещества в зоне контакта двух сближающихся капель быстро достигает равновесного значения. Это приводит к локальному уменьшению межфазного натяжения и расширению межфазной поверхности в зоне контакта, а следовательно, к удалению части пленки и ускорению коалесценции. При массопередаче в обратном направлении жидкость из объема сплошной фазы втягивается в зону контакта и происходит стабилизация капель. [c.286]

Исследовалось также влияние электрических полей на соударение пар капель и на их коалесценцию. Найдено, что при определенной относительной скорости капель существует минимальная напряженность электрического поля, лри которой возможно ускорение процесса коалесценции. Как и следовало ожидать, среднее время коалесценции уменьшалось, когда приложенное напряжение увеличивалось сверх этой величины. Кроме того минимальное значение напряженности возрастает с увеличением относительной скорости капель. Эти эффекты могут быть объяснены увеличением скорости удаления жидкой пленки за счет электростатического взаимодействия и роста напряженности электрических полей между каплями вследствие индуцированных зарядов. [c.289]

Если жидкости не находятся в равновесии, то изменение межфазового натяжения при экстракции между каплями и окружающей средой сказывается на скорости коалесценции При наличии около капли градиента межфазового натяжения жидкость будет перемещаться из области низкого натяжения в область высокого. Так, если капли содержат гораздо больше растворенного вещества, чем сплошная фаза, небольшое количество жидкости, находящейся между каплями, при экстракции достигнет равновесия гораздо быстрее, чем в массе жидкости, окружающей пару капель. Если эта разность концентраций приводит к понижению межфазового натяжения в области между каплями, то жидкость будет перемещаться из данной области. При этом разделяющая капли пленка становится тоньше и коалесценция облегчается. Обратное явление наблюдается, когда градиент межфазового натяжения таков, что движение жидкости направлено в область между каплями. Следовательно, направление экстракции (к каплям или из капель) может сильно влиять на скорость коалесценции. [c.494]

Согласно современным взглядам, разрушение эмульсии может происходить по двум причинам коалесценции и молекулярной перегонки маленьких капелек в большие. Однако вторая причина, видимо, не является лимитирующей, так как известно [7], что в процессе хранения эмульсии выживают как раз мелкие капли, процентное содержание которых со временем увеличивается. Против заметного влияния молекулярной перегонки говорит тот факт, что эмульсии, стабилизированные разными ПАВ, имеют различную устойчивость, хотя ПАВ не оказывают влияния на давление насыщенного пара растворителей, взаимную растворимость фаз и на скорость перехода молекул через поверхность раздела жидкость — жидкость [8], что могло бы повлиять на скорость молекулярной перегонки. [c.114]

Весьма интересно поведение аэрозолей, содержащих частицы жидкости с высоким давлением пара. Частицы таких аэрозолей могут упруго отскакивать друг от друга при столкновениях. Причина этого, как установили Б. В. Дерягин и П. С. Прохоров, заключается в испарении жидкости с поверхности капелек и образовании вследствие этого диффузноконвекционного газового потока, препятствующего коалесценции капель. Расчеты. подтвердили, что давление пара, возникающее в результате такого испарения, вполне достаточно, чтобы неограниченно долго препятствовать слиянию двух капелек жидкости, находящихся в непосредственной близости (при условии по- полнения испаряющейся жидкости) Интересно, что если предотвратить испарение, например путем насыщения окружающего воздуха парами той же жидкости, то капли тотчас коалесцируют. Повыщения агрегативной устойчивости эмульсий и суспензий вследствие растворения дисперсной фазы в дисперсионной среде никогда не наблюдается очевидно, это можно объяснить тем, что диффузия в жидкой среде протекает с очень малой скоростью. [c.349]

Коалесценция-спзиате капель в эмульсиях (или газовых Пузырьков в пенах) при их иепосредств. контакте. 3) Спекание мелких твердых частиц в порошках при достаточно высоких т-рах. 4) Собирательная рекристаллизация-укрупнение зерен поликристаллич. материала при повышении т-ры. 5) Изотермич. перегонка-увеличение объема крупных капель за счет уменьшения мелких. При этом вследствие повыш. давления паров жидкости с более высокой кривизной пов-сти происходит испарение мелких капель и последующая их конденсация на более крупных каплях. Для жидкости, находящейся на твердой подложке, существ, роль в переносе в-ва от мелких капель к крупным играет поверхностная диффузия. Изотермич. перегонка твердых частиц может происходить через жидкую фвзу вследствие повыш. р-римости более мелких частиц. [c.590]

Коалесценция может быть ускорена или замедлена путем изменения степени турбулентности в дисперсиях. Высокая турбулентность приводит к повышению частоты соударения капель и росту общей вероятности коалесценции. Однако следующий за соударением двух капель процёсс удаления пленки требует определенного времени для того чтобы стало возможным слияние капель. Эта пленка упруго действует на капли, предотвращая их слияние, поэтому с усилением турбулентности будет уменьшаться вероятность коалесценции. Эффективность сил, препятствующих коалесценции, будет функцией размеров каждой капли, так как адгезия и динамический напор являются функциями диаметра капель. В связи с этим возможно, что энергия турбулентных вихрей, подводимая к паре маленьких капель, может оказаться недостаточной для преодоления адгезии. Так, например, Шиннар [931 показал, что сила адгезип двух капель диаметрами и d равна [c.310]

Массоперенос в пузыре. Вследствие того, что коэффициенты диффузии в газе на 4 порядка выше, чем в жидкости, процесс массопереноса в пузыре протекает значительно быстрее, чем в каплях. Степень извлечения различных газов и паров из пузыря диаметром 4 мм, равная 99 %, может достетаться уже на высоте слоя жидкости от 2 до 10-12 см. Такая высокая скорость массопереноса в пузырях приводит к значительным трудностям при экспериментальном исследовании этого процесса. Трудности эти связаны с очень большим вкладом так называемых концевых эффектов в общее количество вещества, поступающего в пузырек в процессе его существования. Разделить стадии, из которых складывается общий процесс массопереноса в пузырьке (массоперенос во время образования, собственно движения и коалесценции на поверхности жидкости) практически невозможно. При этом степень поглощения в процессе образования пузыря и выхода его на поверхность жидкости может составлять до 50 % и выше. Кроме того, в связи с очень большой скоростью массопереноса в процессе движения становится заметным влияние так называемого поверхностного сопротивления. По-видимому, этим объясняется тот факт, что в настоящее время механизм массопередачи в пузырьке до конца не выяснен, а имеющиеся экспериментальные результаты по определению коэффициентов массоотдачи достаточно противоречивы. Многочисленные результаты по определению коэффициентов массоотдачи при лимитирующем сопротивлении газовой фазы на барботажных тарелках различных конструкций практически не дают никакой информации о механизме массопередачи в движущихся пузырях. Это связано с тем, что в такого рода экспериментах определяется суммарный коэффициент массоотдачи на тарелке, включающий все три стадии процесса. [c.285]

Это предположение было подтверждено опытным путем. Прн частичном насыщении окружающего воздуха парами исследуемой жидкостп толщина зазора между каплями уменьшалась. Слияние капель происходило только прп определенной степени насыщения воздуха парами. Эти исследования показали, что процесс коалесценции аэрозолей в значительной мере зависит от процессов диффузии и конвекпии в зазоре между каплями. Аналогичное явление для эмульсий и суснензнй до сих нор не установлено, вероятно, вследствие того, что в этом случае диффузия нроисходит в конденсированной фазе, где ее скорость очень мала. [c.293]

Из ряда работ, особенно советских ученых, следует, что скорость массоотдачи к поверхности сильно перемешиваемой жидкости может совершенно не зависеть от коэффициента молекулярной диффузии переносимого растворенного вещества. Так, Кишиневский и Серебрянский [80] не обнаружили влияния изменения В при абсорбции водорода, азота и кислорода водой, перемешиваемой мешалкой с частотой 1700 об/мин. Аналогичную картину при переносе между двумя перемешиваемыми несмешивающимися жидкостями установил Льюис [94]. Однако Мак-Мейнеми, Дэвис, Уоллен и Коз [106], используя пары несмешивающихся жидкостей и установку, аналогичную той, которую применял Льюис, пришли к заключению, что существуют пропорциональность Этот вывод был основан как на анализе их собственных данных, так и данных Льюиса. Возможно, что в случае высоких скоростей перемешивания, при которых проводили опыты Кишиневский и Серебрянский, небольшие капли одной фазы были диспергированы в другой, где они достигали равновесия прежде чем происходили их коалесценция и возвращение в первую фазу. [c.176]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология