Конвективная нестабильность систем

Соответственно аналогичный поток в фазе 1 будет также более концентрированным по переносимому веществу, так как он приходит из объема, ближе расположенного к поверхности раздела фаз. Поэтому концентрация вещества в точке а будет выше концентрации на поверхности раздела фаз в отсутствие возмущений. При движении от а к б она будет уменьшаться, вызывая градиент концентраций и градиент межфазного натяжения, усиливающие движение конвективных ячеек. Система становится нестабильной (конвективная нестабильность). [c.212]

При изменении направления массопереноса на противоположное система будет устойчивой при е < 1, но будет проявлять конвективную нестабильность при е > 1. Очевидно, что массоперенос из фазы с более высокой кинематической вязкостью вызовет образование конвективных ячеек при массопереносе из фазы с более низкой вязкостью система станет устойчивой. [c.213]

В. Комбинированное влияние г и е. Очевидно, что если система устойчива при > 1 и е = 1 и при а 1 я = 1, она будет устойчивой при > 1 и е < 1. Подобным образом, если конвективная нестабильность возникает при < 1 и е = 1, а также при е > 1 и = 1, конвективные ячейки образуются при < 1 и е >1. Это означает, что система будет устойчивой, если массоперенос происходит из фазы с более высоким коэффициентом диффузии и более низкой кинематической вязкостью (хотя иногда может возникать осцилляторная неустойчивость), однако при переносе вещества на фазы с более низким коэффициентом диффузии и более высокой вязкостью будет возникать конвективная нестабильность. Рассмотренные результаты суммированы в табл. 6-1. Для других комбинаций е й г никаких заведомых предсказаний не может быть сделано. [c.213]

Предположение Бриана о поверхностной нестабильности в системе СО2 — МЭА нашло экспериментальное подтверждение в работах [9, 133, 135, 148, 150, 155, 156]. Через микроскоп наблюдали возникновение конвективных токов в первоначально неподвижной капле раствора МЭА, обдуваемой диоксидом углерода [155]. Конвективные токи появлялись через 1 с после начала контактирования фаз и прекращались через несколько секунд, вероятно, в связи с полным насыщением хемосорбента. Для появления нестабильности в соответствии с теорией достаточно весьма малых продольных градиентов поверхностного натяжения. В указанной работе зафиксировано увеличение о на 2%. Однако использованный метод измерения а соответствует значительному времени контакта и не дает информации о величине динамического поверхностного натяжения и, как следствие, о фактических продольных градиентах поверхностного натяжения. [c.110]

Это можно также (Объяснить измененпямп, пропсходящими в обеих фазах. В фазе 2 медленная диффузия вещества по направлению к поверхности раздела фаз вызовет резко отрицательное уменьшение градиента концентрации между а и в . В фазе 1 относительно быстрая молекулярная диффузия приведет лишь к незначительному возрастанию градиента концентрации. Следовательно, результирующий градиент концентраций на межфазной поверхности будет определяться главным образом изменениями в фазе 2. Концентрация вещества в а будет выше, чем в б , межфазное натяжение в <<а будет меньше, чем в б . В соответствии с эффектом Марангонп ячейка придет в движение. Система будет обладать всеми характеристиками конвективной нестабильности. [c.211]

Если фактор усиления р (действительная часть комплексного числа Р) отрицательна при всех значениях а, то система устойчива. Если она положительна для некоторых значений а, система неустой- чива. Если Р > О и круговая частота Р = О, имеет место стационарная (конвективная) нестабильность. Если Р О и р > О, устанавливается осцилляторная нестабильность, проявляющая периодичность во времени с периодом 2л/р и трансляционным движением со скоростью распространения р/сс. Случай, когда Р = О, соответствует нейтральной стабильности (далее со значком 7V), т. е. случай, когда возмущение не растет и не уменьшается во времени. Специальный случаи, когда р = О, известен как нейтральная стационарная стабильность (со значком Л >5). [c.216]

Из рис. 6-2 можно заранее определить поведение системы при противоположном влиянии г и е (что случается довольно редко). В таком случае система неустойчива в обоих направлениях массо-переноса, образуя конвективную нестабильность, определяемую диффузией, в одном направлении и нестабильность, определяемую потоком, в другом. Последняя в большинстве случаев является осцил-ляторной нри обратном направлении массопереноса. Рпс. 6-2 также показывает, что при любых условиях неустойчивость не будет иметь места, если волновые числа больше, чем Q , т. е. превосходят волновые числа, соответствующие нейтральной устойчивости. [c.222]

Наличие точного решения диффузионной задачи для системы электродов диск — кольцо подводит строго количественную базу для применения метода ВДЭК к исследованию кинетики многостадийных реакций. Теория позволяет найти связь между предельным током на кольцевом электроде, током на диске и константой скорости превращения фиксируемого на кольце промежуточного продукта в конечный. Конкретный вид решения уравнения конвективной диффузии определяется типом реакции, приводящей к исчезновению интермедиата. Точное аналитическое выражение для тока на кольце существует лишь для случая превращения нестабильного промежуточного продукта в конечный в результате гетерогенной (электрохимической или химической) реакции первого порядка. Оно может быть представлено в виде формулы (6.26) или посредством эквивалентного ей выражения [c.213]

Если условия поддерживаются неизменными, но направление массопере юса меняется на обратное, то подобно рассмотренному выше стационарная нестабильность возникает для случая, когда 1 и осцилляторная нестабильность проявится при г- 1. Обобщая сказанное выше, можно сделать вывод, что массоперенос из фазы с меньшим коэффициентом диффузии вызывает появление конвективных ячеек если коэффициенты диффузии примерно одинаковы, система устойчива при массопереносе нз фазы с болыпим коэффициентом диффузии может возникнуть осцилляторная нестабильность. [c.212]

Продолжительность контакта возрастает по направлению сверху вниз таким образом, что с падением движущей силы в том же направлении уменьшается нестабильность. Это приводит к возрастанию размеров конвективных ячеек и зон осцилляторного расширения и одновременно к уменьшению частоты осцилляции. В верхней части таблицы представлены явления, обусловленные частыми сравнительно небольшими флуктуациями в очень неустойчивой системе. В нижней части таблицы приведены явления, обусловленные относительно большими флуктуациями с длиннйгм периодом в относительно слабо неустойчивых системах. Первые характеризуются быстрым образованием индивидуальных ячеек, вторые — длиннопериодной регенерацией больших расширяющихся зон или конвективных ячеек с субструктурой. [c.233]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология