Гидродинамического потока растворы

Коллоидный раствор — пористая перегородка— гидродинамический поток, — система более сложная, чем системы, с которыми обычно имеют дело в коллоидно-химическом эксперименте (например, коллоидный раствор в пробирке). Меладу тем, понятия агрегативной и седиментационной устойчивости формировались применительно к системам более простым, чем используемые в технологии водоочистки. Поэтому и оказывается, что для некоторых методов разделения суспензии понятия агрегативной и седиментационной устойчивости недостаточны. Это, однако, означает, что в связи с проблемой водоочистки претерпевает изменение сам предмет коллоидной химии, объект ее исследования расширяется. Здесь весьма наглядно проявляется обратная связь, часто возникающая между технологией и фундаментальной наукой. [c.332]

При определенном выборе сечений R и S величина Urs определяет скорость гидродинамического потока раствора в целом [c.20]

Вторая поправка, которую обычно называют поправкой на изме -нение объема, обусловлена тем, что, согласно определению числа переноса, плоскость g—h (рис. 7) должна быть фиксирована по отношению к растворителю, а не к стенкам ячейки, как это делается в реальных измерениях. Один конец ячейки для измерений по методу движущейся границы делается герметичным, чтобы предотвратить возникновение объемных гидродинамических потоков раствора в ячейке. В скорость движения границы необходимо вводить поправки на изменение объема в закрытом конце ячейки, обусловленное миграцией ионов и реакцией на электроде. Если обозначить изменение объема на один фарадей пропущенного количества электричества через АУ, то после введения поправки экспериментальное число переноса, рассчитанное по уравнению (17), выражается формулой [c.88]

Многообразие условий, при которых протекают реальные диффузионные процессы, приводит к тому, что определяемые из опыта диффузионные параметры имеют различный физический смысл и значения. Это обстоятельство особенно необходимо учитывать при сопоставлении коэффициентов диффузии, получаемых разными экспериментальными методами. Различия в значениях и физической природе О связаны с тем, что коэффициенты диффузии в бинарных и многокомпонентных однофазных системах зависят от выбора сечения, относительно которого определяется поток вещества. Выбор же сечения диктуется особенностями системы, методом исследования, единицами измерения концентрации. Обычно в экспериментальной работе поток диффундирующего вещества определяется через сечение, связанное с координатной системой ячейки (С-сечение). Сложность использования этого сечения заключается в том, что в системах, в которых при смешении компонентов происходит изменение объема, на диффузионное перемещение компонентов накладывается гидродинамический поток раствора в целом. Кроме того, при некоторых условиях с экспериментальной точ- [c.8]

Из аппаратов с трубчатыми мембранными элементами наибольшее применение получили аппараты с мембраной внутри трубки. Они имеют следующие преимущества малая материалоемкость из-за отсутствия корпуса низкое гидравлическое сопротивление потоку пермеата в связи с небольшой длиной дренажного канала хорошие гидродинамические условия работы мембраны, т.е. равномерное движение потока раствора с высокой скоростью над ее поверхностью и отсутствием застойных зон возможность механи- [c.349]

Параметры датчика определяются эффективностью преобразования скорости гидродинамического потока в электрический сигнал и меняются в зависимости от формы индикаторного электрода и способа его расположения в отверстии. Если форма и расположение электрода таковы, что реализуются условия набегания потока на горизонтальную пластину, то в соответствии с уравнением (33.12) ток пропорционален корню квадратному из скорости течения жидкости. Такая зависимость наблюдается, если электрод в виде редкой сетки из платины располагается вниз по течению жидкости за узким отверстием, представляющим основное сопротивление потоку раствора. Можно сконструировать индикаторный электрод таким образом, чтобы обеспечить полное участие в электродном процессе всех ионов, протекающих через отверстие между камерами датчика, В таком случае ток прямо пропорционален скорости потока жидкости. Для этого прессованием платинового порошка приготовляют цилиндрик из пористой платины. Этот цилиндрик закрывают с торца крышкой особой формы с тонким отверстием в центре и устанавливают в канале перегородки датчика. [c.221]

При вращении электрода жидкость, соприкасающаяся с центром диска, отбрасывается к его краям, а снизу к центру электрода подходят новые потоки раствора. Согласно гидродинамической теории в этих условиях при ламинарном режиме размешивания вблизи вращающегося дискового электрода образуется граничный слой постоянной толщины брр, в котором происходит монотонное изменение скорости движения жидкости относительно поверхности электрода. Чем ближе к поверхности электрода, тем меньше скорость потока жидкости относительно диска и тем большую роль в подводе реагирующих веществ и в отводе продуктов реакции играет диффузия. Таким образом, распределение концентрации реагирующих веществ у поверхности вращающегося дискового электрода обусловлено диффузией в движущейся жидкости. Функция С (х), получающаяся в результате решения соответствующего дифференциального уравнения, не может быть представлена в аналитическом виде и обычно записывается в форме быстро сходящегося ряда. Если продифференцировать эту функцию, а затем частное значение производной дс дх) подставить в уравнение (УИ1.2), то получается формула [c.177]

При вращении электрода жидкость, соприкасающаяся с центром диска, отбрасывается к его краям, а снизу к центру электрода подходят новые потоки раствора. Согласно гидродинамической теории в этих условиях при ламинарном режиме размешивания вблизи вращающегося дискового электрода образуется граничный слой постоянной толщины бгр, в котором происходит монотонное изменение скорости движения жидкости относительно поверхности электрода. Чем ближе к поверхности электрода, тем меньше скорость потока жидкости относительно диска и тем большую роль в подводе реагирующих веществ и в отводе продуктов реакции играет диффузия. [c.209]

До сих пор мы полагали, что среда покоится и диффузионные потоки заметным образом не возмущаются гидродинамическими потоками. Сорбцию молекул или ионов из растворов ведут обычно при перемешивании. В хроматографии и при сорбции в динамических условиях поглощение растворенных частиц ведется из потока. Для определения скорости ноглощения в таком случае уравнения диффузии должны рассматриваться совместно с уравнениями гидродинамики. Вопрос о диффузии из потока к поглощающей сфере был обстоятельно рассмотрен Левичем [2]. Из проведенного им рассмотрения следует, что поток диффузии к поглощающей сфере в движущейся жидкости не распределен равномерно по ее поверхности. Поток диффузии максимален в точке набегания жидкости и убывает на задней стороне сферы. Вблизи поглощающей сферы наблюдается резкий спад концентрации поглощаемых частиц. Это позволяет ввести понятие об эффективном неподвижном диффузионном слое, в пределах которого перенос растворенных молекул или ионов осуществляется только молекулярной диффузией, а вне которого осуществляется полное перемешивание и концентрация постоянна. Толщина диффузионного слоя подбирается так, что если ее значение подставить в решение уравнения диффузии, то получается наблюдаемое на опыте значение диффузионного потока. Многочисленные опыты показали, что толщина эффективного диффузионного слоя зависит от скорости [c.67]

Как показывают исследования гидродинамической дисперсии и скорости массообмена из потока раствора (см. ниже), кинетический коэффициент массообмена у между проточными и застойными зонами пропорционален скорости потока (в определенном диапазоне скоростей). Полагая для достаточно большой скорости фильтрации и конечной производную Рх = Р2 — Р. [c.32]

Работа посвящена изучению массообмена при хемосорбции и определению поверхности контакта фаз при различных гидродинамических режимах в аппарате типа фонарь . Опыты проведены на системе 0,1—0,2 Ж раствор сульфита натрия — кислород воздуха с известной скоростью химической реакции. Скорость раствора сульфита в отверстиях тарелки (Шо ж) менялась в пределах 0,1 —10 м/сек, отношение массовых потоков раствора и воздуха (1,/С) составляло 840—8400 кг/кг-, относительная свободная площадь (5) и эквивалентный диаметр отверстий тарелки ( экв) находились соответственно в пределах 0,14—0,60 и 0,5—22 мм. [c.171]

Однако турбулентное перемешивание приводит к нестационарному гидродинамическому режиму, при котором б постоянно изменяется. Кроме того, и при ламинарном движении раствора электролита даже в случае наиболее простых цилиндрического и пластинчатого электродов б увеличивается с увеличением расстояния X от линии набегания потока раствора на электрод (рис. 1-3). [c.14]

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]

Мы уже рассматривали, особенно в гл. III, вопросы о том, как на кристаллизацию влияет тепло- и массоперенос, предполагая при этом, что такой перенос к поверхности раздела фаз или от нее осуществляется только посредством теплопроводности и диффузии по отдельности или одновременно. Другой, совершенно иной способ переноса теплоты или вещества — это конвекция, при которой теплота или вещество, содержащиеся в жидкости, переносятся из одной ее точки в другую гидродинамическим потоком. Такой поток, вообще говоря, должен влиять на рост кристаллов из текучей среды, т. е. из раствора, пара и расплава. В свою очередь жидкую среду приводят в движение различные силы, такие, как а) разность плотностей кристалла и жидкости, приводящая к конвективному тепло- и массопереносу, сопровождающему продвижение фазовой границы в жидкость б) неодинаковая плотность самой жидкости, порожденная градиентами температуры и концентрации, которая в поле тяжести приводит в свою очередь к возникновению естественного конвекционного потока в) принудительная конвекция, когда перемешиванием жидкости создается поток, омывающий кристалл. [c.510]

При адсорбции нескольких веществ из потока раствора слоем адсорбента имеет место их хроматографическое разделение, определяющееся свойствами адсорбируемого вещества и адсорбента, а также гидродинамическими условиями. При малых, заполнениях адсорбента сорбируемость тем выше, чем больше поляризуемость адсорбируемых веществ, а при равной поляризуемости — чем больше их дипольный момент. При ограниченном количестве адсорбента молекулы веществ, адсорбирующихся с больщей интенсивностью, вытесняют с поверхности адсорбента вещества, адсорбирующиеся с меньшей интенсивностью. [c.153]

Склонность к спирализации у молекул биополимеров выражена настолько сильно, что гидродинамический поток, вызванный движением стеклянной палочки по поверхности раствора, приводит иногда к спирализации и образованию волокнистой структуры [6]. Возможно, что гидродинамические потоки способствовали закручиванию линейных молекул биополимеров в спирали. [c.87]

Механизм ультразвуковой очистки поверхности изделия от загрязнений представляется следующим образом. Интенсивное ультразвуковое поле вызывает образование в жидкости гидродинамических потоков, увлекающих за собой кавитационные пузырьки. Задерживаясь на неровностях рельефа поверхности, созданных загрязнениями, пузырьки колебательными движениями отрывают загрязнения от поверхности, растворяя их или переводя во взвешенное состояние. [c.104]

Часть кавитационных пузырьков доставляется к обезжириваемой поверхности гидродинамическими потоками, возникающими в ультразвуковом поле, но интенсивнее всего кавитация при обезжиривании возникает именно на самой жировой поверхности. Действительно, жировая пленка обладает гидрофобными, т. е. водоотталкивающими свойствами, поэтому между ней и полярными молекулами воды взаимодействие слабое и образование кавитационных пузырьков облегчено. Введение в раствор молекул поверхностно-активных веществ, которые прикрепляются своими полярными группами к оголенной от жировой пленки поверхности основания, а неполярными гидрофобными группами обращены наружу, поддерживает интенсивность процесса до самого конца обезжиривания, иначе по мере удаления жировой пленки кавитация у поверхности значительно ослабевает. [c.15]

В элементах с подачей разделяемой среды внутрь трубки мембрана расположена на внутренней поверхности и работает на растяжение, при этом корпус аппарата безнапорный. Такие аппараты имеют небольшую металлоемкость, мембраны работают в благоприятных гидродинамических условиях за счет равномерности потока раствора во всех точках ее поверхности, гидродинамическое сопротивление потоку фильтрата в них незначительное, возможна механическая очистка таких аппаратов без разборки. [c.567]

В электродиализаторах фильтр-прессного типа формирование рабочих камер осуществляется с помощью рамок, размещенных между ионоселективными мембранами. Рамки определяют высоту рабочей камеры - расстояние между мембранами и являются одним из действенных средств соверщенствования гидродинамических условий в камерах, определяе-мьк равномерностью распределения потока раствора по площади камеры, отсутствием застойных зон. Рамки изготовляют из неэлектропроводных, негигроскопичных и эластичных материалов паронита, резины, поливинилхлорида, полипропилена и др. [c.578]

Для увеличения эффекта ультразвукового воздействия рекомендуется повышать статическое давление в растворах так, чтобы суммарное значение статического давления н сил поверхностного натяжения было меньше приложенного звукового давления. Путем подбора оптимального соотношения между указанными величинами можно усилить эффект кавитационного воздействия на один-два порядка. Введение ультразвуковых колебаний в жидкость, находящуюся под повышенным статическим давлением, приводит также к возникновению турбулентных движений и гидродинамических потоков, более интенсивных, чем при нормальном давлении. Это также способствует увеличению эффектов, производимых ультразвуковыми колебаниями. Кривые зависимости максимального давления, развиваемого в жидкости при прохождении ультразвука, и эрозионного разрушения испытуемых образцов от статического давления имеют четко выраженные максимумы и для водных растворов находятся в пределах 4-10 — 6-Ю н м (4—6 ат). [c.8]

Для растворенной макромолекулы характерно состояние непрерывного хаотического движения. Молекула участвует в поступательном и вращательном броуновском движении, ее звенья непрерывно смещаются и вращаются одно относительно другого. Цепь макромолекулы представляет собой непрерывно деформирующийся хаотический клубок (рис. 23.1). К размерам и формам макромолекул очень чувствительны гидродинамические характеристики раствора, в частности вязкость. На рис. 23.1 изображены отдельные макромолекулы в потоке жидкости, лами-нарно текущей в капилляре. Слои жидкости движутся с разной скоростью — у стенок капилляра скорость равна нулю, в центре капилляра скорость максимальна. На участок частицы или макромолекулы, расположенной ближе к центру, воздействует более быстрый поток жидкости, приводящий частицу во вращательное движение. В результате частица движется не только поступательно, но и вращается, замедляя скорость самого потока, или как бы повышая вязкость системы. Измеряя вязкость раствора при различных концентрациях ВМВ с помощью вискозиметра, находят характеристическую вязкость [c.217]

Подобный способ подвода электролита позволяет получить равномерный гидродинамический поток электролита и способствует усреднению физико-химических параметров раствора по всему зазору. Ступенчатое расположение трубок в обойме позволяет получить полости конической и более сложной формы. [c.143]

Концентрационная поляризация связана с образованием пограничного слоя, отделяющего поверхность мембраны от раствора в объеме. Толщина этого пограничного слоя в общем случае определяется гидродинамическими условиями в аппарате — интенсивностью перемешивания и скоростью движения потока. Профиль концентрации внутри этого слоя также зависит от режима движения раствора. [c.170]

Исследования влияния внешних факторов на процесс ЭОФ (давления, гидродинамической обстановки, температуры, концентрации и др.) показали, что величина К-р изменяется в зависимости от этих факторов так же, как и селективность процесса обратного осмоса, проведенного в идентичных условиях. Таким образом, условия, в которых можно осуществить процесс ЭОФ, неразрывно связаны с обратноосмотическим потоком воды через поровое пространство заряженных электрическим полем обратноосмотических полупроницаемых мембран, со строением ДЭС в поровом пространстве и поверхностных над ним слоях. Поэтому процесс избирательной проницаемости ионов и молекул через заряженные электрическим полем обратноосмотические мембраны можно проводить только при давлении, превышающем осмотическое давление раствора. [c.200]

Невысокие концентрации растворенного вещества, гидродинамическая обстановка в потоке отвечает области, в которой проницаемость линейно возрастает с увеличением Re, а селективность остается постоянной. Этот случай характеризуется постоянной селективностью мембраны, которая не зависит от числа Рейнольдса и концентрации раствора. Проницаемость линейно возрастает с увеличением числа Рейнольдса и линейно снижается с увеличением концентрации. Поэтому суммарная зависимость проницаемости от этих факторов может быть представлена уравнением вида [c.234]

Ускорить процесс обезжиривания поверхности можно применением ультразвуковой обоаботки. Ультразвуковое поле вызывает в объеме обезжиривающей жидкости гидродинамические потоки, сопровождающиеся появлением кавитационных пузырьков и электрических зарядов. Это движение сбивает загрязнения с поверхности и переводит их во взвешенное состояние. Продолжительность обезжиривания при использовании ультразвука в органических растворителях снижается в 40 раз, а в растворах ПАВ — в 100 раз по сравнению с обычной обработкой. Кроме того, этим способом легко очищать детали сложной формы, большое число мелких деталей с тонким жировым покровом или изделия с крупными частицами загрязнений. В каждом случае необходимо подбирать режим обработки изделий для мелких — ультразвук высокой частоты (100—300 кГц), для крупных —низкой частоты (15—30 кГц). При ультразвуковой обработке поверхность активируется и повышается ее шероховатость. [c.55]

Если жидкость, в которой происходит очистка, растворяет загрязнения, то, помимо механических усилий, имеет место и химическое взаимодействие растворителя и загрязнений. В этом случае ультразвуковые колебания значительно ускоряют растворение и очистка будет обусловливаться. кроме кавитапионных явлений, еще и появляющимися в ультразвуковом попе гидродинамическими потоками. Однако следует отметить, что гидродинамические потоки не обязательно создавать с помощью высокочастотных ультразвуковых колебаний. Для этой цели могут, например, быть использованы электродина-мическ11с излучатели. Подобные излучатели на низких частотах (порядка 100 гц) будут достаточно эффективно очищать загрязнения в химически активной среде [178]. [c.222]

Серфом [1847] на основе модели цепной молекулы, состоящей из N гауссовых суб-молекул, развита общая теория гидродинамического поведения растворов макромолекул, применяемая для изучения динамооптических свойств бесконечно разбавленного монодисперсного раствора, находящегося в потоке с постоянным градиентом скорости [1848—1850]. [c.293]

Наиболее распространенный метод получения фибридов заключается в осаждении полимера из концентрированных растворов, вводимых в осадительную ванну, в которой создается гидродинамическое поле определенного характера. При взаимодействии потоков раствора и осадителя одновременно происходит дробление струй раствора на фрагменты преимущественно вытянутой формы и выделение из них твердого полимера в виде волокнообразных частиц [c.176]

Среди основных стадий получения связующих определяющее значение принадлежит формованию, поскольку именно этот процесс позволяет наиболее существенно регулировать свойства продукта и обусловливает требования к другим технологическим стадиям. Сущность способа формования полимерных изделий мокрым методом сводится к смещению двух жидких потоков (раствора полимера и осадительной ванны). При этом происходят фазовые превращения, в результате чего один из компонентов системы (полимер) переходит в твердое состояние. Анализ показывает, что протекающие при формовании процессы можно разделить на физико-химические (связанные в основном с выделением полимера из системы) и гидродинамические (определяющие характер смещения потоков). Физико-химические закономерности формования химических волокон и ВПС принципиально не отличаются, хотя имеются некоторые особенности, связанные со спецификой способа получения и требованиями к свойствам продукта. Их целесообразно рассмотреть после обсуждения гидродинамического аспекта формования, где выявляются наиболее существенные различия в прлучении волокон и ВПС. [c.130]

Введение в практику электронного счетчика системы oulter ounter оказало влияние на изучение роста бактерий, причем главным образом благодаря принципиальной возможности измерять распределение клеток по размерам и в меньшей степени возможности подсчета клеток. На практике крайне сложно точно измерить размер клетки из-за импульсной природы сопротивления, генерируемого проходящей через жиклер частицей. Были предприняты попытки преодолеть эту трудность, используя сравнительно длинные (100 мкм) поры [37]. Хотя при этом снимаются некоторые физические ограничения, с замедлением потока жидкости в длинной поре увеличивается возможность засорения. В другом подходе используется специальное гидродинамическое фокусирование растворов, обеспечивающее движение бактериальных клеток очень близко к центральной оси поры и окружение их жидкостью, не содержащей частиц [50, 52, 55]. [c.457]

При наличии мембран, капилляров, пористых сред, суспензий, находящихся в растворах электролитов и оказывающих сопротивление гидродинамическому потоку возможно возникновение перепада давлений в различных точках системы Ар и появление ряда эффектов, которые получили название электрокинетических явлений. Таким образом электрокинетические явления возникают при действии электрического поля на дисперсные системы в результате относительного перемещения дисперсной фазы и дисперсионной среды. Несмотря на различие, все электрокинетические явления связаны с наличием двойного электрического слоя и определяются величиной потенциала на границе скольжения, который называется электрокинетическим или дзета-потен-циалом. [c.122]

Анализируя приведенный выше метод расчета, можно отметить, что он применим только для систем, у которых параметр переноса растворенного вещества не зависит от концентрации и гидродинамических условий потока, но не пригоден для расчета процесса разделения многокомпонентных систем. Помимо постановки двух экспериментов, в которых должны быть определены неизвестные константы, для расчета необходимо знать коэффициент диффузии растворенного вещества, осмотические давления раствора и иметь обобщенную корреляцию по массоотдаче для аппаратов данного типа, что обычно требует постановки дополнительных экспериментов. Кроме того, выражения для расчета необходимой поверхности мембран громоздки, и для их решения необходимо неоднократно применять метод последовательных приближений, что может вызвать вычислительные трудности. [c.230]

Технологические показатели заводнения нефтяных месторождений водными растворами ПАВ могут быть рассчитаны известными гидродинамическими методами [12]. В расчетную систему уравнений помимо уравнения неразрывностн для потока нефти и водного раствора ПАВ в.ходит уравнение кинетики процесса адсорбции [c.87]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология