Конвекция раствора тепловая

Интересные опыты по изучению диффузии в газовых смесях и в растворах под влиянием температуры проведены Соре (1879). Если жидким раствором или смесью газов заполнить вертикальную трубку и верхний конец ее нагревать, а низ охлаждать, то концентрация раствора или смеси газов на обоих концах трубки становится различной (эффект Соре). Хотя разности концентрации на концах трубки не превышают нескольких процентов в газах и десятых долей процента в жидкостях, к такому эффекту было проявлено внимание и позднее удалось установить, что эффект Соре становится во много раз значительнее, если его усилить путем тепловой конвекции. В настоящее время такой прием, называемый методом термодиффузии газовых смесей, широко применяют для разделения изотопов. При разделении на компоненты жидких растворов термодиффузия менее эффективна. [c.153]

В способе с неподвижным электролитом разделения продуктов электролиза предполагалось достигнуть путем устранения чисто механического смешения анолита и католита (под влиянием, например, газов, выделяющихся на электродах, и тепловой конвекции в электролите). Для этого ванна (рис. 120) цементной диафрагмой 1 разделялась на два отделения — катодное 2 и анодное 5. Будучи пористой, но достаточно плотной, диафрагма была проницаема для ионов, но не допускала механического смешения анолита и католита. Катодное и анодное пространства ванны заполнялись насыщенным раствором хлористого натрия. При включении тока на катоде выделялся водород и образовывалась щелочь. По мере хода электролиза концентрация щелочи в катодном пространстве увеличивалась, а концентрация хлористого натрия уменьшалась. [c.287]

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ПРИ ТЕПЛОВОЙ КОНВЕКЦИИ РАСТВОРА [c.100]

Значение растворимости практически не важно для методов тепловой и вынужденной конвекции, за исключением того случая, когда при очень больших растворимостях растворы становятся весьма вязкими. Высокая вязкость затрудняет конвекцию раствора. Это соображение вызвало появление вертикальной линии, ограничивающей область применения методов тепловой и вынужденной конвекции растворимостью выше 200 г/100 г растворителя (1д с>2,3). Повышение вязкости раствора может затруднить также перенос вещества при кристаллизации с испарением растворителя и в методе концентрационной конвекции. [c.118]

Одним из важных показателей работы ультрацентрифуги является постоянство температуры ротора во время опыта. Перепад температуры вызывает тепловую конвекцию раствора, искажает нулевую линию и распределение концентрации в кювете, может привести к появлению паразитных пиков. Особенно тщательно надо термостатировать при работе с плохими растворителями. Небольшие колебания температур и большие давления (до 10—20 МПа), развивающиеся в кювете, могут привести к осаждению полимера. [c.181]

Перемешивание раствора. Как указывалось в 50, перемешивание раствора значительно ускоряет электролиз. Существуют различные способы перемешивания. Если электролиз можно вести при нагревании, перемешивание раствора происходит вследствие тепловой конвекции. Иногда При-меняют вращающийся катод или анод. Другой способ перемешивания заключается в том, что приводят во вращательное движение стакан с раствором, в то время как электроды остаются неподвижными. Иногда для перемешивания пропускают через раствор воздух, двуокись углерода или другой инертный газ. Чаще всего пользуются стеклянной мешалкой. Для этой цели применяют небольшой электромотор, укрепленный на штативе (рис. 41). Вращающийся вал мотора снабжен металлической муфтой, в которой закреплена стеклянная мешалка. Последнюю делают в виде стеклянной спирали, диска, двух лопастей и т. п. [c.247]

Для экспериментального определения коэффициента диффузии предложено много методов. Все они основаны на том, что раствор диффундирующего вещества приводят в контакт с растворителем таким образом, чтобы между ними образовалась возможно более четкая граница раздела. Полученную систему выдерживают некоторое время при постоянной температуре в условиях, полностью исключающих сотрясения и тепловую конвекцию, и затем определяют наступившее в результате диффузии новое распределение концентрации растворенного вещества в системе. По полученным результатам, обычно с помощью специальных таблиц, вычисляют коэффициент диффузии. [c.62]

Другим способом пересыщения раствора является удаление из системы растворителя. Вещества, мало изменяющие свою растворимость при изменении температуры, обычно кристаллизуют путем испарения воды при постоянной температуре —это изотермическая кристаллизация. Испарение воды может производиться интенсивным способом при кипении раствора или при медленном поверхностном испарении. Термин изотермическая кристаллизация несколько условен, так как кристаллизация сопровождается тепловым эффектом, вызывающим изменение температуры у границы раствора с кристаллизующейся фазой. Выравнивание температуры вследствие конвекции и теплопроводности происходит не мгновенно, поэтому в разных точках системы она не одинакова. В водных растворах, вследствие большой теплоемкости воды, это изменение температуры не очень значительно. Если кристаллизация происходит при кипении раствора за счет внешнего источника теплоты, тепловой эффект кристаллизации составляет ничтожную долю в балансе энергии, необходимой для выпарки воды при температуре кипения раствора. [c.237]

Механизм диффузии реагента из толщи раствора к поверхности твердого тела и состояние диффузионного слоя рассматривает физико-химическая гидродинамика. Перенос растворителя и продуктов реакции в объеме раствора происходит за счет конвекции, а на границе с минералом — под влиянием тепловой молекулярной диффузии. В диффузионном слое, непосредственно у растворяемого кристалла, концентрация растворенного вещества прибли-жается к концентрации насыщенного раствора Снас и может быть принята ей равной. Если в толще выщелачивающего раствора концентрация растворенного вещества будет С, то скорость диффу- [c.26]

Разность плотностей в растворе образуется благодаря разности температур или концентраций или той и иной вместе. Повышение температуры ведет к уменьшению плотности, повышение концентрации, как правило, к ее увеличению. Поэтому совместное изменение tue, что происходит при одновременном повышении температуры раствора и растворении в нем вещества, может приводить в разных случаях к тому или к другому результату. Поэтому же имеется два разных варианта конвективного переноса вещества для роста кристалла, в зависимости от преобладания одного из двух названных факторов. Здесь описывается метод переноса вещества за счет тепловой конвекции, т. е. тот случай, когда ведущим является уменьшение плотности за счет теплового расширения жидкости. В нижней части кристаллизатора (рис. 3-9) располагается вещество для подпитки (шихта), а в верхней — кристалл, и создается температурный перепад с более высокой температурой в нижней части. Шихта растворяется, и вещество вследствие тепловой конвекции переносится в более холодную часть, где раствор переохлаждается и отдает избыточное вещество растущему кристаллу, после чего возвращается в зону растворения. [c.100]

Метод тепловой конвекции при вертикальном переносе вещества является в настоящее время практически единственным методом выращивания кристаллов из высокотемпературных растворов под давлением (так называемое гидротермальное выращивание кристаллов). Здесь можно назвать синтез кристаллов кварца массой в несколько килограммов, кристаллов кальцита, корунда и др. Этот метод применяется также для выращивания кристаллов из высокотемпературных неводных растворов при атмосферном давлении, или, как их называют, из растворов в расплаве. Метод является достаточно универсальным по разнообразию растворимостей и температурных коэффициентов растворимости веществ, кристаллы которых выращиваются с его помощью. [c.109]

Определяющими параметрами, наряду с температурой, являются внутренний температурный перепад и скорость конвекции. Очевидно, эти величины взаимосвязаны точно так же, как в методе тепловой конвекции. С увеличением внешнего температурного перепада и интенсификации теплоотдачи во внешние среды (например, заменой воздушных термостатов на масляные или водяные) при прочих равных условиях внутренний температурный перепад и скорость конвекции увеличиваются. Уменьшение отношения диаметра канала, промежуточного между камерами роста и подпитки, к длине этого канала ведет к увеличению внутреннего температурного перепада и уменьшению скорости конвекции. Таким образом, должно быть какое-то оптимальное значение этого отношения. Внутренний температурный перепад и скорость конвекции зависят также, очевидно, от растворимости вещества и его плотности, а также от вязкости растворителя. Чем больше растворимость вещества, чем больше его плотность отличается от плотности растворителя, а также чем меньше вязкость раствора, тем больше будет скорость конвекционного обмена и меньше внутренний температурный перепад. [c.113]

Во-первых, для получения однородных кристаллов стационарные методы предпочтительнее нестационарных. В этом отношении наиболее выгодны конвекционные методы, так как выращивание ведется при постоянной температуре. В методе тепловой конвекции имеется недостаток, уже отмечавшийся, — небольшие самопроизвольные колебания температуры около некоторого среднего значения, а следовательно, и колебания пересыщения. Что же касается, например, метода выращивания при изменении температуры, то необходимость изменения температуры во время процесса (иногда на 50—60°С) приводит к неравномерному вхождению примеси в кристалл, что, как уже указывалось, может вызывать напряжения и даже трещиноватость кристалла. При кристаллизации с испарением растворителя количество примеси в растворе, как говорилось, также изменяется по мере его испарения и роста кристалла. [c.120]

В-четвертых, эффективность некоторых методов резко снижается при неустойчивости пересыщенных растворов. Если последнее не так опасно при выращивании кристаллов методами тепловой конвекции, то весьма затрудняет получение кристаллов остальными методами. [c.120]

Как явствует из сказанного выше о порядке величины коэффициентов молекулярного переноса, для газов значения критериев Прандтля и Шмидта близки к единице. Для жидкостей они гораздо больше единицы. Тепловой критерий Прандтля для вязких жидкостей может достигать значений порядка нескольких сотен. Диффузионный критерий Шмидта еще больше и уже для обычных водных растворов достигает значений порядка тысячи Характер движения газа или жидкости при вынужденной конвекции определяется значением критерия Рейнольдса [c.32]

Массоперенос вещества осуществляется за счет диффузии (самопроизвольного переноса вещества к поверхности электрода вследствие беспорядочного теплового движения молекул и ионов), миграции (переноса вещества за счет градиента электрического поля) и конвекции (переноса вещества, связанного с механическим перемещением). Конвекцию принимают во внимание только в методах, использующих перемещивание раствора. Действие сил диффузии и миграции определяется градиентом концентрации и градиентом электрического поля. Градиент поля по отношению к определяемому компоненту может быть уменьшен введением в раствор других [c.12]

Если проводить электрофорез в порах какого-либо твердого материала, гравитационная стабильность уже не играет существенной роли. Отпадают многие трудности, связанные с введением образца и тепловой конвекцией. Но возникают специфические проблемы возможность адсорбции исследуемого вещества на поверхности раздела фаз, электроосмотическое движение жидкости в порах, влияние неоднородности поддерживающей среды и т. д. Несмотря на это, именно электрофорез на твердом носителе нашел наиболее широкое распространение в лабораторной и клинической практике благодаря простоте аппаратуры, быстроте и хорошему качеству разделения, применимости к самым различным классам веществ, ионизованных в водных растворах, начиная от белков и нуклеиновых кислот и кончая неорганическими ионами. [c.80]

Электрофоретическая гомогенность определяется при определенном градиенте потенциала в условиях отсутствия тепловой конвекции. Необходимо учитывать также ионную силу буферного раствора и вести определение при нескольких значениях рн и ионной силы, а также в различных системах буферных растворов. [c.76]

Учет влияния различия плотностей твердой и жидкой фаз. Гидродинамические потоки в расплаве или пересыщенном растворе могут иметь различное происхождение так, тепловая конвекция возникает из-за различия плотностей разных участков среды, которое в свою очередь вызвано неоднородностью температуры неоднородность концентрации тоже приводит к появлению разности плотностей и соответственно концентрационных токов гидродинамические потоки создаются путем принудительного перемешивания они сопровождают кристаллизацию и в том случае, когда плотность кристалла отлична от плотности жидкой среды. О тепловой конвекции и концентрационных токах говорится в гл. Vni. Различие плотностей жидкой и твердой фаз легко учесть в рамках задачи Стефана его влияние на рост кристалла рассматривается в настоящей главе подробнее, чем в гл. VHI. [c.400]

При уменьшении внутреннего диаметра разделительной трубки (при применении капилляров) из-за увеличения отношения ее поверхности к объему существенно уменьшается тепловая конвекция раствора, что способствует меньшему размыванию зон и повышению эффективности разделения. Другим преимуществом применения капилляров является возможность использования ВЭЖХ-детекторов для определения разделяемых частиц непосредственно в капилляре. [c.581]

Основываясь на результатах ограниченных промышленных испытаний, автор [16] предложил считать максимальный коэффициент теплоотдачи при кипении па трубном пучке равным 1700 Вт/(м--К) для органических жидкостей и 5700 Вт/(м -К) для воды. Считается также, что максимальная тепловая нагрузка в пучке не должна превышать 38 000 Вт/м для установок, работающих па органических жидкостях при естественной циркуляции, и 63 000 Вт/м-—при вынужденной конвекции. Максимальный допустимый тепловой ноток при испарешш воды или водного раствора в пучке в любых условиях циркуляции должен составлять 95 ООО Вт/м . Эти очень об дие рекомендации делают результаты расчетов крайне консервативными, за исключением условий в вакууме или при давлениях, близких к критическому. В общем для расчетов предпочтительны методы, которые будут указаны н иже. [c.408]

В самых мощных ультрацентрифугах используется ротор диаметром в несколько сантиметров (изготовленный из высокопрочного материала), который вращается в токе водорода. Водород обеспечивает быстрый отвод тепла, выделяющегося при трении, и уменьшает тепловую конвекцию. В роторе радиально размещаются плоские кварцевые кюветы с исследуемым раствором. В кожухе центрифуги имеются кварцевые окна, через которые можно наблюдать за кюветами в момент прохождения их при вращении. Сквозь окна пропускается световой луч, который после прохождения через кюветы направляется на фотометр или фотопластинку. В последнем случае пластинка после проявления фото-метрируется. Одновременно в отдельном опыте определяется зависимость интенсивности проходящего света от концентрации раствора. Это позволяет получить сведения о распределении концен- [c.63]

Схема электролизера для получения гипохлорита электролизом раствора поваренной соли, приведена на рис. 178. В процессе электролиза концентрация NaOH у катода возрастает. Хлор, выделяющийся на аноде, растворяется в электролите. Щелочь вследствие электролитического переноса, а главным образом в результате тепловой конвекции и перемешивания электролита газом перемещается в анодное пространство и на некотором расстоянии от анода вступает в реакцию с хлором, образуя гипохлорит натрия. Последний по мере накопления сам начинает принимать участие в электролизе. Разряд С10 -ионов приводит к образованию хлората и кислорода, вследствие чего содержание гипохлорита в электролите ограничивается определенной концентрацией. Поэтому процесс электролиза рационально проводить лишь до достижения равновесной концентрации, которая может изменяться в зависимости от условий электролиза (концентрации поваренной соли, плотности тока, температуры и т. д.). Концентрация гипохлорита в растворе часто снижается в процессе электролиза за счет разложения и катодного восстановления гипохлорита, а также в результате образования хлоратов в кислой среде прианодного пространства. [c.292]

Компенсацию избыточной джоулевой теплоты, выделяющейся в ванне, осуществляют подачей в электролизер охлажденной до 30°С смеси нейтрального частично возвращаемого кислого электролитов. В суммарном расходе теплоты 5 % К - 0,05) составляют его потери от испарения воды, конвекции и излучения (при составлении теплового баланса 1ю растворам гю отношению к О С). Для простоты расчета приняты равенство теплоемкостей поступающего и выходящего растворов, неи 1менность объема электролита при работе ванны. [c.246]

В ряде работ проведено исследование особенностей совместной термоконцентрационной конвекции в полостя.х (см., например, [17, 109, ПО]). В большинстве работ рассматривались прямоугольные полости, в которых производился нагрев сбоку устойчиво стратифицированного раствора соли. В зависимости от величины теплового потока формируются конвективные слои, разделенные диффузионными поверхностями с большими градиентами температуры и концентрации по вертикали. [c.380]

Славнова Э. И. О свободной тепловой конвекции в водных растворах солей, заполняющих вертикальные трубы круглого сечения. — Инж.-физ. жури., 1963, т. 6, № 3, с. 106—109. [c.193]

В методе, предложенном Фюртом [33], в исследуемой жидкости между двумя большими вертикальными электродами подвешивали горизонтально эллипсоид малых размеров таким образом, чтобы он мог вращаться вокруг одной из своих малых осей. Проводимость эллипсоида, обычно платинового, намного больше проводимости окружающей жидкости. В этих условиях на эллипсоид действует крутящий момент 4 ггЛ рб Е 81п2в, где - напряженность электрического поля (В м ), приложенного между электродами в - угол между главной осью эллипсоида и направлением поля А - постоянная, определяемая размерами эллипсоида. Однако трудности изготовления эллипсоидов с малыми точно известными размерами привели к мнению, что данный метод проще использовать для относительных измерений [34]. По литературным данным, платинирование электродов и эллипсоида устраняет влияние электродной поляризации. Предложено также [35] для устранения ошибок, обусловленных неравномерностью поверхностного натяжения, полностью погружать движущуюся систему, включая подвеску из кварцевой нити, в исследуемую жидкость. Поскольку даже небольшая тепловая конвекция может полностью исказить результаты измерений, ясно, что методы измерений, требующие длительного наложения электрического поля, непригодны для растворов электролитов. Для устранения этой трудности был предложен ряд экспериментальных приемов [34, 35]. [c.332]

Эти блоки (рис. 3.49) предназначены для утилизации низкопотенциальной тепловой энергии вентиляционных выбросов за счет конвекции в блоках теплоутилизаторов, использующих в качестве теплоносителя водные растворы гликоля и этиленгликоля различных концентраций. Применяются мед-но-алюминевые теплообменники блок воздухонагревателя и блок воздухоохладителя, монтируемые соответственно в при- [c.623]

Количество выделившегося тепла определяют по повышению температуры раствора, но при этом надо учитывать тепловой эффект разбавления раствора, потерю тепла на излучениё, конвекцию и т. п. Чтобы избежать необходимости вводить все эти поправки в ходе -титрования, часто ограничиваются определением изменения температуры реакционной среды, которая должна быть в тепловом отношении изолированной. Это простой метод, но он требует все же некоторых особых мер предосторожности, например бюретка должна быть также изолирована от тепла окружающей среды. Измерение температуры должно проводиться с большой точностью. В большинстве случаев достаточно проведения реакции в сосуде Дьюара и измерения температуры с точностью [c.512]