Межфазная конвекция на поверхности капель

Большое количество исследований указывает на то, что при оптимальном перемешивании классическая двухпленочная теория не применима для описания процесса массопередачи па границе раздела фаз. В случае пе слишком интенсивного перемешивания, при котором образуемая эмульсия легко коагулирует, возникновению и исчезновению пограничного слоя на границе фаз более эффективно, чем самая тонкая, но стабильная эмульсия, способствует массопередача за счет конвекции. Диспергированная на мелкие капли, но стабильная эмульсия способствует массопередаче лишь за счет большой межфазной поверхности, причем фактором, определяющим ее скорость, является сопротивление пограничного слоя. [c.237]

Эти явления отмечаются не только на каплях, но и на плоской поверхности раздела фаз. На фото 6.18 показана [51] одновременная массопередача фенола и пропиоиовой кислоты в системе четыреххлористый углерод — вода в горизонтальном прямоточном смесителе. Концентрация и направление массопередачи выбраны таким образом, чтобы избежать образования концентрационных вихрей, часто затемняющих картину, а иногда вызывающих истинную межфазную конвекцию. Именно это происходило при переносе про-пионовой кислоты из четырехх.т1ористого углерода в воду и фенола в обратном направлении. [c.238]

Например, на фото 6.12 показаны две первые стадии образования эрупции (см. вклейку) при переносе уксусной кислоты из капли О.ЗМ бензольного раствора в воду, первоначально не содержавшую кислоту [48]. Эффект вынужденной местной конвекции вызван внесением более концентрированного и потому более тяжелого раствора уксусной кислоты из капилляра на поверхность раздела фаз. Когда поток достигает поверхности, начинается тангенциальное движение (фото 6-12, а) с периферии расширяющейся ячейки по направлению к экватору капли (фото 6-12, с и й). Так как подвод вещества к поверхности раздела фаз нарушается перемешиванием в капле, направления движения межфазной поверхности препятствуют образованию эрупций. Это показано на фото 6-13, а п в для тех же самых систем [49], но при концентрации уксусной кислоты в бензоле примерно 0,5М. [c.237]

Обычный эффект действия ПАОВ на межфазную конвекцию заключается в ее торможении. Однако в настоящее время установлено, что при адсорбции ряда электроинактивных ПАОВ возникают спонтанные тангенциальные движения границы капельный ртутный электрод/раствор. Эти ПАОВ принадлежат к самым различным классам органических соединений терпены, алифатические соединения, пуриновые и пиримидиновые основания, органические катионы, соединения с алмазоподобной каркасной структурой. Когда на электроде протекает ограниченная скоростью диффузии реакция, эти движения вызывают увеличение подвода вещества к поверхности и, следовательно, рост тока выше его предельного значения, определяемого скоростью диффузии к радиально расширяющейся капле в отсутствие тангенциальных движений ее поверхности. [c.149]

Межфазная конвекция на поверхности капель. легко наблюдается в системе вода — диэтиловый эфир. Показатели преломления э 1их жидкостей отличаются только на 0,019, поэтому эффект кривизны капли в значительной степени исчезает. При переносе к-бутанола из воды в эфир конвективные ячейки появляются при концентрации 0,04%. Они образуют вокруг капли полосу, которая затем расширяется и при начальной концентрации 0,16% покрывает всю поверхность капли (фото 6.9). При концентрации 0,4"о расширяющиеся движения с длинным периодом появляются совместно с конвективными ячейками и при концентрации 0,8% кластеры конвективных ячеек периодически возиикают у основания капли и медленно перемещаются к ее вершине (фото 6.10). При более высоких концентрациях становится заметной эрупция (фото 6.11). Подобное явление наблюдалось и на падающих каплях. [c.235]

Эффект М фангони играет существенную роль в процессах. массоперепоса (экстракция, абсорбция и др.). Он проявляется в из.мененпи коэффициента массопередачи благодаря появлению межфазной конвекции ц в изменении поверхности фазового контакта (при малой толщине одной из фаз). В частности, эффект Марангони влияет на устойчивость пленок в зависи.мости от условий и природы компонентов устойчивость пленок может увеличиваться и уменьшаться. Разрыв пленки под действием эффекта Марангони можно наблюдать в следующем эксперименте. Если в центр тонкого слоя (пленки) воды, находящегося на какой-либо ровной поверхности, нанести каплю спирта, то вода немедленно устремится от места нанесения спирта во все стороны, оставляя поверхность почти сухой — происходит разрыв пленки. Движение в поверхностном слое можно наблюдать в тарелке с водой, на поверхности которой плавают спички. Если спички предварительно собрать в центре тарелки, а затем капнуть на них мыльную воду, то в результате течения поверхностного слоя спички переносятся к краям тарелки. [c.95]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология