Межфазная поверхность влияние ПАВ

Концентрации исходного вещества в ядре потока и на межфазной поверхности приблизительно одинаковы, и диффузия не оказывает влияния на скорость превращения, которая обусловлена сопротивлением химической реакции. Это — так называемая кинетическая область протекания процесса. [c.248]

Уравнения ( 111-168) — ( 111-175), полученные для случая когда на межфазной поверхности происходит реакция первого по рядка, указывают на то, что в кинетической области скорость пре вращения таким же образом зависит от некоторых параметров как скорость химической реакции на поверхности. Влияние темпе ратуры в данном случае можно выразить уравнением Аррениуса т. е. зависимость будет иметь экспоненциальный характер. Ско рость превращения в этой области не зависит от скорости движе ния потока через систему. [c.248]

Увеличение масштаба при приближенном моделировании. В этом случае физические свойства системы могут быть одинаковы в модели и образце. Кроме того, мы должны стремиться к достижению в обоих аппаратах одинаковой степени диспергирования, выраженной через средний диаметр капель (пузырей) или величину межфазной поверхности. Это возможно только при реализации приближенного подобия аппаратов с мешалками (явления, оказывающие незначительное влияние на ход процесса, не учитываются). [c.450]

IX-1-3. Сопротивление массопередаче в жидкой фазе и межфазная поверхность. Для оценки влияния химической реакции на скорость абсорбции газа необходимо знать величины и ав отдельности. Величина объемного коэффициента kiO. может быть легко измерена путем абсорбции с учетом сопротивления в газовой фазе или при полном устранении сопротивления со стороны газа в таких измерениях. Если независимо от этого определить а, то по величинам к а [c.207]

Расчетные соотношения для коэффициентов диффузии получены на основе представлений об аналогии этих -процессов в пористых и непористых двухфазных мембранах [6]. Дисперсная фаза в виде кристаллитов и других плотных структурных образований играет ту же роль, что непроницаемый скелет пористой мембраны — на межфазной поверхности возможна сорбция растворенного газа из дисперсионной среды форма и распределение плотных включений в матрице оказывают влияние на скорость переноса массы. [c.80]

При жидкостной экстракции, кроме чисто физических явлений, какими являются оба вида диффузии и спонтанная турбулентность, могут происходить также и химические реакции между растворенными молекулами и компонентами растворителя или только между первыми. Реакции могут проходить либо в фазе растворителя—и тогда они имеют гомогенный характер, либо на поверхности контакта фаз, как свободно идущие реакции гомогенного характера. Химические реакции оказывают большое влияние на скорость перехода молекул целевого компонента, и в зависимости от характера они могут ускорять массообмен (гомогенные реакции) или заменять его (гетерогенные реакции) вследствие появления дополнительных сопротивлений на межфазной поверхности. [c.62]

Тип насадки и внутреннее устройство колонн ы. Применение насадки и внутренних конструкций, как правило, улучшает массообмен, так как увеличивает турбулентность фаз и удерживающую способность (межфазная поверхность в колонне). Этот параметр определяется обычно размерами насадки, например диаметром колец Рашига, величиной отверстий и расстоянием между перегородками и т. д. Влияние насадки и внутренних устройств будет детально рассмотрено в 33. [c.310]

В общем случае коэффициенты массоотдачи являются функцией двух групп факторов. Во-первых, они зависят от факторов, определяющих диффузионный перенос вещества к границе раздела фаз, и, во-вторых, от гидродинамического состояния межфазной поверхности. Очевидно, гидродинамические факторы будут оказывать влияние, аналогичное влиянию в бинарных системах, однако в многокомпонентных смесях диффузия имеет ряд специфических особенностей [64—661. Правда, в работах [67, 681 обращается внимание на различие в оценке глубины проницания (толщины пленки) по теории проницания для бинарной и многокомпонентной систем. В последнем случае речь идет уже о матрице глубин проницания, физический смысл которой в общем случае (при наличии перекрестных эффектов в матрице коэффициентов диффузии) не интерпретируется. Отмечено также [681, что КПД зависит от поверхностного натяжения компонентов. [c.345]

Влияние турбулентных пульсаций на перенос вещества учитывается моделью проникновения, получившей широкое распространение за последние 10—15 лет. При использовании этой модели предполагается, что турбулентные пульсации непрерывно подводят к межфазной поверхности свежие порции жидкости и смывают жидкость, уже прореагировавшую с газом. Таким образом, каждый элемент поверхности взаимодействует с газом в течение некоторого времени (время контакта, период обновления), после чего данный элемент поверхности обновляется. Считают, что за время контакта растворение газа происходит путем нестационарной диффузии в неподвижный слой бесконечной толщины. [c.147]

В случае применения концентрированных растворов неорганических веществ сказывается влияние физических свойств жидкости на характеристики газожидкостного пенного слоя [234, 250, 280]. Например, происходит менее активное обновление межфазной поверхности вследствие увеличения вязкости и поверхностного натяжения жидкости и связанного с этим изменения гидродинамической обстановки в пенном слое (см. гл. I). Однако при скоростях газа, превышающих 2,5—3 м/с, высокая турбулентность фаз в значительной степени превалирует над влиянием физических свойств жидкости. При скоростях газа, меньших 2 м/с, влияние физических свойств становится ощутимым [234, 250, 280]. Значения кинетических показателей тепло- и массопередачи для слоя пены, образованного концентрированными растворами, меньше, чем для воды и разбавленных растворов (при тех же условиях технологического режима). В качестве примера можно привести результаты опытов по теплопередаче в слое пены для некоторых производственных растворов [232, 234] — для так называемой слабой жидкости производства соды и для концентрированных растворов поваренной соли. [c.110]

По тем же данным, межфазная поверхность возрастает с. увеличением плотности орошения, статической высоты насадки и с уменьшением диаметра шаров, причем влияние этих параметров (включая [c.247]

Влияние природы взаимодействующих компонентов иногда выражают через коэффициенты поверхностного натяжения о на границах Т—Ж, Ж—Т, Т—Т, а также угол смачивания 9с, выражающий степень лиофильности. Смачивание твердой поверхности носителя жидкостью (раствором) происходит при всех методах пропитки. Условия смачивания [32] могут быть определены энергетическими соотношениями в системе, т. е. величинами свободной энергии на межфазных поверхностях и соотношением между силами адгезии и когезии [81]. [c.132]

Однако применение ингибиторов коррозии для защиты оборудования в системе подготовки нефти имеет свои специфические особенности и недостатки. Введение ингибитора в жидкость не обеспечивает защиты поверхности оборудования в газопаровой фазе на эффективность защитного действия ингибиторов существенное влияние может оказать изменение физико-химических характеристик сред. При наличии в двухфазной среде одновременно неионогенного поверхностно-активного вещества и ингибитора происходит их совместная адсорбция на межфазной поверхности капель углеводорода. При этом адсорбционно-активные полярные группы ингибитора блокируются более активными в водной среде [c.151]

Наиболее существенное влияние на величину а оказывает присутствие в жидкости поверхностно-активных веществ. Учитывая сложность физико-химических свойств систем газ—жидкость в реальных технологических процессах, когда небольшие и часто практически нефиксируемые добавки поверхностно-активных веществ сильно изменяют их структуры, следует, вероятно, согласиться с практической нецелесообразностью попыток поиска обобщающих уравнений, пригодных для расчета удельной межфазной поверхности в промышленных барботажных реакторах. [c.19]

Современная теория двойного электрического слоя использует теорию Гуи — Чепмена для описания диффузий части этого слоя. В первоначальном виде теория Гуи — Чепмена ие учитывала наличия слоя Гельмгольца и поэтому ее допущения не позволяли правильно описать электрические явления, на которые существенное влияние оказывает плотная, непосредственно прилегающая к межфазной поверхности часть слоя. Пренебрежение размерами иоиов приводит к тому, что не учитывается минимальная толщина слоя, и это в свою очередь вызывает большие ошибки при расчете параметров двойного электрического слоя. Теория Гуи — Чепмена, учитывая только концентрацию и заряд нонов электролитов, не объясняет различного действия ионов разной природы, связанного со специфической адсорбцией их на межфазной поверхности. [c.60]

Третью группу образуют явления тепло- и массообмена на границах раздела жидкость — корпус аппарата, жидкость — внутренние устройства, жидкость — взвешенные частицы, капли, пузырьки. Основное влияние на скорость переноса теплоты или вещества при этом оказывают характеристики пограничного слоя, которые зависят от условий течения перемешиваемой среды в непосредственной близости к межфазной поверхности. [c.52]

Ниже, в главе об электрокинетических явлениях, мы увидим, что в водных растворах электролитов около межфазной поверхности образуется так называемый диффузный электрический слой. При низких концентрациях электролита расстояние, на которое могут удаляться свободные заряды двойного слоя (ионы) от поверхности в глубь раствора под влиянием теплового движения, может достигать 1 мкм, т. е. толщина диффузного слоя будет порядка десятков тысяч ангстрем. [c.93]

В 1924 г. Штерн отметил, что ионы, образующие диффузную часть двойного слоя, распределяются в ней не только под действием сил электрического поля, но также и под влиянием молекулярных сил взаимодействия с внешней фазой, особенно в непосредственной близости от межфазной поверхности. Как показывают исследования адсорбции, силы притяжения между ионами в растворе и внешней фазой могут быть значительными и приводить к образованию адсорбционного слоя, который обычно яв- [c.152]

Исследование процесса образования пузырей и капель при истечении жидкостей или газов из отверстий и сопел имеет исключительно важное значение для разработки научно-обоснованных методов расчета колонных аппаратов, в которых межфазная поверхность создается путем диспергирования жидкости или газа. Механизм образования пузырей и капель чрезвычайно спожен и определяется очень большим числом параметров. Параметры, влияющие на процесс образования пузырей, можно подразделить на конструктивные, параметры, связанные со свойствами газов и жидкостей, и режимные параметры. К первому классу относятся диаметр, форма, ориентация и конструкция сопла, а также материал, из которого он изготовлен. Кроме того, чрезвьиайно важным конструктивным параметром для образования пузырей, является объем газовой камеры, из которой происходит йстечение газа в жидкость. К параметрам, связанным со свойствами выбранной системы, можно отнести поверхностное натяжение на границе раздела фаз, плотность и вязкость жидкости и газа, угол смачивания и скорость звука в газе. И, наконец, режимные параметры включают объемный расход диспергируемой фазы, величину и направление скорости сплошной фазы, высоту уровня жидкости в колонне, перепад давления в сопле и температуру. Не все названные параметры равноценны и одинаково важны для процессов образования капель и пузырей, однако большинство оказывает существенное влияние на величину отрывного диаметра и частоту образования диспергируемых частиц. [c.48]

Подобные контактные устройства широко распространены в промышленности и было бы весьма полезным иметь надежные данные о межфазной поверхности и о коэффициентах массоотдачи в жидкой и газовой фазах в различных условиях. Однако имеющиеся данные весьма разноречивы, причем еще одна из важных нерешенных проблем заключается в наличии влияния растворенных веществ на поведение системы. Размер пузырей при данных условиях, а следовательно, и газосодержание и межфазная поверхность сильно зависят от тенденции малых пузырей к коалесценции. Эта тенденция намного меньше почти во всех растворах по сравнению с чистым растворителем. Поэтому легко получить дисперсию мелких пузырей в растворе, в то время как в чистом растворителе они быстро коалесцируют, образуя пузыри больших размеров. О количественном влиянии растворенных веществ известно очень мало. Согласно Калдербэпку и др. для колпачковых тарелок оно оказывается менее важным, чем для устройств других рассмотренных ниже типов. [c.224]

Исследование влияния поверхностно-активных веществ на межфазную поверхность (методом деполяризации поляризованного луча света) и на массоотдачу в жидкой фазе на ситчатых тарелках проведено А. И. Родионовым и У. Шабданбековым . Доп. пер. [c.226]

Калдербэнк нашел, что добавление к воде электролитов или спиртов нормального строения увеличивает газосодержание дисперсии. Увеличение их концентрации приводит к росту к до определенного значения, которое далее остается постоянным. Четкое объяснение такого влияния добавляемых веществ на газосодержание и межфазную поверхность отсутствует. [c.229]

Было найдено, что с возрастанием ионной силы или вязкости межфазная поверхность увеличивалась, в то время как, согласно Калдербэнку и др. , высокая вязкость способствует увеличению коалесценции и, значит, снижению а". В общем, вследствие определяющего влияния физических свойств (включая как природу, так и ионную силу электролитов) на и а", авторы считают, что обоб- [c.232]

Астарита и др. указывают на возможные трудности и ошибки прн использовании реакции окисления сульфита для определения межфазной поверхности. По-видимому, в ходе реакции на поверхности жидкости может образовываться жесткий поверхностный слой. Это оказывает влияние на абсорбционный процесс, уменьшая эффективную поверхность. Такое явление может наблюдаться, например, при работе с ламинарными струями или в ячейках с мешалкой, погруженной в глубь жидкости. В работе Рейта подобный эффект был устранен путем использования устройства нижнего конца колонны с орошаемой стенкой, рекомендованного Робертсом и Данквертсом и описанного в разделе IV-1-3. [c.259]

Onda К.,Takeu hi H., hem. Eng. Sei., 27, 449 (1972). Абсорбция кислорода растворами сульфита натрия в насадочной колонне (анализ влияния концентрации кислорода в газе на порядок реакции и определение межфазной поверхности). [c.287]

Т h о m р S о п D. W., Ind. Eng. hem., Fund., 9, 243 (197b). Влияние подвижности межфазной поверхности на массопередачу в системах жидкость—газ (при воздействии градиентов поверхностного натяжения и плотности и в присутствии поверх-ностно-активных веществ в условиях абсорбции и десорбции различных газов). [c.290]

Адсорбция дифильных молекул, вероятно, сказывается различным образом на зависимости энергии пленки от ее толщины h. При больших толщйнах диполь-дипольное взаимодействие молекул должно приводить к увеличению глубины вторичного минимума i/a min. При малых значениях h, сравнимых с удвоенным размером молекул ПАВ, следует ожидать противоположного влияния адсорбционных слоев на утончение пленки, поскольку последнее связано с необходимостью переориентации диполей на одной из границ раздела фаз. Возможность заметного изменения молекулярной компоненты расклинивающего давления при адсорбции ПАВ на межфазных поверхностях подтверждается результатами расчетов, выполненных уже сравнительно давно [551] в соответствии с микроскопической теорией молекулярного взаимодействия конденсированных сред и, более строго, в работе [550] на основе макроскопической теории. Такие изменения особенно значительны при значениях h порядка нескольких нанометров. [c.209]

Исследование реакторов для систем газ—жидкость с целью их эасчета и проектирования ведется в следующих направлениях 10] изучение механизма и скорости процесса массопередачи, осложненного химической реакцией моделирование структуры потоков двухфазной системы оценка влияния продольного перемешивания на эффективность реакторов определение межфазной поверхности, удерживающей способности, перепада давления. Важным вопросом является выбор типа реактора. Сравнение коэффициентов массоотдачи по жидкой фазе для систем газ—жидкость в различных реакторах приведено в табл. 4.1 [10]. [c.83]

Деформация границы раздела фаз связана с целым рядом эффектов, из которых к наиболее существенным можно отнести следующие а) дробление капель или пузырей (ДР2) и связанное с этим изменение площади межфазной поверхности (ИПГРФ) (дуги 41, 42, 48) б) развитие межфазной турбулентности (МТУР), спонтанного эмульгирования (СПЭМ) и явления поверхностной эластичности (ПЭЛ) (дуги 43, 44, 45, 49, 50) в) изменение термодинамических характеристик в объеме включения (ИТХа) давления насыщения, температуры, состава степени отклонения от химического равновесия (Ай2) и т. п. (дуги 46, 47). Перечисленные эффекты, связанные с деформацией границы раздела фаз, интенсифицируют процессы межфазного переноса массы (ПМ1 2), энергии (ПЭ1 2) и импульса (ПИ1 2). Это влияние условно отображается обратной связью 51. При выделении эффектов третьего уровня иерархии ФХС предполагается, что межфазный перенос субстанций всех видов осуществляется в полубесконечную среду (т. е. отсутствуют эффекты стесненности). [c.29]

Разность абсолютных значений межфазных поверхностей, определенных стереометрическим Яг и химическим вхим способами (см. рис. 1.26), отражает влияние гидродинамики на процесс массопередачи и может служить показателем активности ПКФ. Ее можно представить как некоторую пассивную поверхность, не участвующую в массопереносе Очевидно, что [c.77]

Приведенные уравнения для расчета объемных коэффициентов массоотдачи справедливы при определенных гидродинамичееких режимах. Из-за многообразия предложенных классификаций гидродинамических режимов и пределов их существования, вызванного различием визуальной оценки структуры газожидкостного слоя, практическое применение указанных уравнений затруднено. Уравнения для определения коэффициентов массоотдачи, отнесенных к единице межфазной поверхности [66, 267, 373], также имеют расхождения в части влияния определяющих гидродинамических параметров. Это вызвано различным подходом к оценке поверхности контакта фаз. Определяющим размером для критериев Nu и Re в некоторых уравнениях [210, 262, 291] служит не имеющий реального выражения средний диаметр пузырька Для учета влияния структуры газожидкостного слоя и циркуляции газа некоторые авторы [9, 217, 291] вводят в критериальное уравнение симплекс djdn,, в котором принимают п. = 4 мм, считая, что при таком размере пузырька в нем не происходит циркуляции газа и дальнейшее уменьшение размера пузырька не влияет на массообмен. [c.125]

Удельная межфазная поверхность полидгсперсной системы газовых пузырей определяется свойствами жидкости и газа и их приведенными скоростями и не зависит от конструкции барботера. Влияние последней на газосодержание, а следовательно, и на удельную поверхность контакта фаз проявляется только при малых высотах барботажного слоя, например на ситчатых тарелках массообменных аппаратов, где высота расширяющейся струи газа соизмерима с общей высотой слоя динамической пены. Влияние свойств газа и жидкости на величину а при массовом барботаже очень сложно, доказательством чего могут, например, служить результаты исследований удельной межфазной поверхности в бар-ботажном реакторе, секционированном ситчатыми тарелками [14]. Эти опыты показали, что при приблизительно одинаковых физических свойствах жидкостей (вязкости, поверхностном натяжении и плотности) величина а для растворов электролитов оказалась значительно выше, чем для недиссоциированных жидкостей. Различие значений а наблюдалось и для разных растворов электролитов при постоянстве указанных физических свойств жидкостей. [c.19]

При наличии в растворе поверхностно-активных веществ форма электрокапиллярной кривой может существенно измениться, так как адсорбция ПАВ вызывает дополнительное изменение поверхностного натяжения (кроме действия электрического потенциала). Влияние ПАВ иа электрокапиллярпую кривую зависит от природы этих веществ и их концентрации. Адсорбция на межфазной поверхности зависит также от электрического потенциала, который в соответствии с уравнением Липпмана определяет поверхностное патяжение. [c.52]

Влияние ПАВ на смачивание зависит от того, иа какой поверх Юстп раздела фаз они адсорбируются. Молекулы ПАВ могут адсорбироваться как на твердой иоверхности, гак и на границе раздела жидкость— газ. Если поверхность твердого тела гидрофобная, то из водных растворов ПАВ адсорбируются и на твердой поверхиости, и на границе раствор — воздух. На межфазной поверхности молекулы ПАВ располагаются в соответствии с правилом уравнивания полярностей ебиндера. В результате значения Стт-ж и а -г уменьшаются и согласно уравнению (I. 13) поверхность твердого тела смачивается лучше. С увеличением адсорбции ПАВ твердая поверхность становится менее гидрофобной, происходит так называемая гидрофилизация пове])Х ьаст[ [c.21]

Полное описание теории дано Вервеем п Овербеком (1948). Предполагается, что двойной слой возникает благодаря равновесию между ионами в растворе и ионами на поверхности частиц. Хотя система является электрически нейтральной, катионы и анионы пе одинаково распределяются между межфазной поверхностью и раствором, В дополнение к ионам, возникающим из растворителя (Н+ и ОН"), в растворе могут быть ионы эмульгатора (например, Н+ из карбоксильной кислотной группы) и ионы, полученные в результате диссоциации растворенных электролитов. Природа поверхностного заряда будет зависеть от адсорбции и концентрации присутствующих ионов. Обычно преобладает один вид ионов, который становится нотенциалопределяющим ионом для системы, в то время как другие присутствующие электролиты не оказывают особого влияния на поверхность и могут считаться индифферентными. [c.96]

Гетерогенные системы отличаются от гомогенных тем, что в них существуют межфазные границы. Свойства вещества и распределение компонентов в тонком слое, примыкающем к межфазной границе, отличаются от их объемных значений. Эти особенности влияют на общие свойства какой-либо системы тем сильнее, чем больше ее межфазная поверхность. В недиспергированных гетерогенных системах их влияние очень слабое, так как толщина слоя, обладающего особыми свойствами, чрезвычайно лала. При диспергировании фаз оно возрастает вследствие сильного увеличения их поверхности, приобретая исключительное значение в коллоидных системах. [c.74]