Коалесценция вероятность

Математическая модель неустановившегося потока дисперсной фазы в слое насадки [7]. Рассмотрим объем колонны достаточно больших размеров, равномерно заполненный беспорядочно уложенной насадкой, в котором происходит случайное неориентированное движение струй или капель (пузырей) дисперсной фазы. Струи (капли, пузыри) рассматриваются как однородные изолированные макроэлементы, не подверженные эффектам слияния (коалесценции) и разбиения (редиспергирования). При построении вероятностно-статистической модели процесса будем полагать, что случайный характер движения дисперсной фазы в насадке подчиняется закономерностям непрерывного марковского процесса. Это значит, что вероятность перехода элемента дисперсной фазы, находящегося в момент времени в точке насадочного пространства, в точку М, достаточно близкую к точке М , за время А4, отсчитываемое от момента 1 , не зависит от состояния системы до момента 1 . [c.351]

Применительно к битумному производству указывается, что слишком большой расход воздуха вызывает коалесценцию пузырьков и образование больших масс недиспергированного воздуха, который проходит через аппарат, не контактируя с жидкой фазой [И]. Прорыв воздуха происходит, вероятно, по центру колонны, так как известно [79], что восходящее движение жидкости (обусловленное движением газа, поскольку именно газовая фаза является движущей силой перемешивания) в барботажном суюе имеет место в средней адсти колонны (нисходящее — у стенок) и максимальная скорость подъема наблюдается, в общем, по оси колонны [79], хотя центр восходящего потока н блуждает в поперечном сечении [80]. Отмечалось, что уже в диапазоне нагрузок по воздуху 2,4— 3,9 м /(м -мин) увеличение нагрузки ухудшает степень использования кислорода воздуха [2, 81]. На практике это привело к ограничению нагрузки по воздуху до величины 4 м (м -мин) [74, 82]. Однако проведенный нами дополнительный анализ экспериментального материала показал, что заключение о снижении степени использования кислорода в указанных условиях является спорным, так как разница в результатах определения [c.58]

Вероятность коалесценции частиц в стесненном потоке рассмотрена в книге Фукса [16] и в работах Туницкого [17] и Головина [18]. При движении частиц в гравитационном поле, когда скорость их движения является функцией объема, для частиц Д, > 10" см вероятность столкновения равна [c.247]

Эмульгирование. Вероятно, наиболее трудно добиться хорошего эмульгирования и контакта фаз. Для успешного хода процесса необходимо, чтобы характеристики эмульсии были одинаковы по всему реактору. Для создания эмульсии типа углеводород в кислоте нужен избыток кислоты. В такой эмульсии вязкость и поверхностное натяжение непрерывной кислотной фазы препятствуют коалесценции капелек углеводородной фазы и их выделению из кислотной фазы под действием очень большой разности плотностей легкой и тяжелой фаз. [c.219]

Если в дисперсную систему вводить большое количество электролита, то произойдет увеличение количества противоионов в адсорбционном слое коллоидных частиц. Это повлечет за собой уменьшение среднего электрического заряда коллоидных частиц и соответствующее снижение -потенциала системы. В итоге взаимное отталкивание частиц ослабеет и увеличится вероятность их столкновений. А столкновение коллоидных частиц, согласно принципу минимума свободной энергии, приводит к их слипанию (слиянию). В результате будет происходить их коагуляция (коалесценция), за которой может последовать оседание укрупнившихся частиц — седиментация. [c.212]

При рассмотрении слоя со свободным барботажем пузырей необходимо учитывать их коалесценцию. Напомним, что для случая поршневого режима постулировали полное перемешивание газа дискретной и непрерывной фаз при коалесценции. Вероятно, для слоев с барботажем пузырей можно ожидать более высокой скорости межфазного обмена газом, нежели для изолированного пузыря в отсутствие коалесценции. [c.291]

Так, эффект (а) вызывается коалесценцией пузырей почти сразу же над распределительной решеткой, и в высоких слоях зона коалесценции, вероятно, занимает весьма малую долю общей высоты слоя. Это в некоторой степени подтверждается данными табл. 8, из которых следует, что в слое высотой около 300 мм размер пузырей достигает 50—75 мм, тогда как по данным Мэя в слое большой высоты (свыше 9 м) размер пузырей составляет 150—380 мм. [c.141]

Другие факторы, ограничивающие продолжительность жизни стабилизированных эмульсий — бактериальное действие и замораживание. В процессе замораживания зарождаются кристаллы льда и затем растут, захватывая воду. Масляные капли (если эмульсия М/В) сжимаются. Кроме того, любая растворенная соль в отдельных участках эмульсии становится высококонцентрированной и, вероятно, кристаллизуется. Не удивительно, что оболочки, которые предотвращают коалесценцию капель, разрываются. Противостоят замораживанию только эмульсии, имеющие жесткую оболочку вокруг капель, например, молочные сливки, но даже и они являются неустойчивыми при продолжительном хранении в условиях низкой температуры. [c.78]

Устойчивость пузыря. Поднимающиеся пузыри, охватывающие вертикальные стержни, по-видимому, исключительно устойчивы. Их колебания и частичное разрушение здесь, вероятно, не так часты, как в случае одиночных пузырей, причем пузыри, охватывающие стержень, не так легко покидают его,,чтобы последовать за другими пузырями. Поэтому в псевдоожиженном слое с тонкими вертикальными стержнями по сравнению со свободным слоем наблюдается более редкая поперечная (в направлениях, не совпадающих с вертикальным) коалесценция пузырей. [c.534]

Искусственные эмульсии обычно получают путем диспергирования — энергичного перемешивания смеси двух взаимно нерастворимых жидкостей. Образующиеся капли жидкостей двух видов в обеих фазах в размешиваемой системе растягиваются в струи. При достаточной степени растягивания (удлинения) капли приобретают неустойчивую форму и дробятся. Таким образом, возрастает дисперсность. С увеличением числа капель увеличивается и вероятность их обратного слияния, так что любое диспергирование приводит к установлению стационарного состояния, характеризующегося определенной, максимально возможной степенью дисперсности и определенным распределением капель по размерам. Это предельное состояние существенно зависит от наличия в смеси препятствующих коалесценции стабилизаторов, называемых эмульгаторами. Увеличение дисперсности в разбавленной эмульсии приводит к повышению ее устойчивости за счет снижения скорости седиментации. Например, молоко, подвергнутое дополнительному диспергированию, во время длительной транспортировки не образует сливок. Для получения эмульсий используют различные аппа- [c.240]

Большая скорость коалесценции пузырей в слоях мелких частиц относительно низкой плотности является, вероятно, результатом сравнительно высокой вязкости подобных слоев Для проверки этого предположения изучали связь между размером и скоростью подъема пузыря в жидкостном псевдоожиженном слое. Было установлено, что скорость газового пузыря увеличивается с его размером подобно тому, как это происходит в вязких жидкостях, но не так, как в воде. Авторы предложили теоретическую модель коалесценции, основанную на их наблюдениях за газовыми пузырями различных размеров, поднимающимися с неодинаковыми скоростями. [c.662]

Формулы (13.1)—(13.3) описывают вероятность столкновения частиц, но при этом коалесценция частиц может и не наступить. Даже деформация частиц при их столкновении не всегда приводит к коалесценции [25], что особенно характерно для случая, когда имеется поток массы, направленный из сплошной фазы в дисперсную [26]. [c.247]

Гораздо более вероятно другое объяснение. С уменьшением размера капель пх жесткость возрастает, и диспергируются они хуже. При определенной интенсивности перемешивания капли дробятся только до какого-то предела. Подтверждается такое объяснение следующими опытами. При перемешивании окрашенной п неокрашенной эмульсий, полученных в одинаковых условиях, дальнейшего дробления капель не наблюдается, и процент окрашенных капель не изменяется, т. е. коалесценция не происходит. Прим. редактора перевода.) [c.23]

Если вероятность столкновения и коалесценции частиц пренебрежимо мала, то механизм массо- и теплообмена между сплошной фазой и совокупностью диспергированных частиц в случае лимитирующего сопротивления сплошной фазы не должен отличаться от расу, механизма массо- и теплообмена [c.248]

С другими каплями. Константа % пропорциональна вероятности коалесценции капель при их столкновении и определяется из условия минимума отклонений экспериментальных и расчетных данных изменения функции распределения частиц по размерам по высоте зоны осаждения. [c.296]

До сих пор мы учитывали только влияние концентрации, полагая, что вероятность слияния при столкновении двух частиц одинакова для обеих эмульсий. Однако чаще всего это не так. Разные стабилизаторы по-разному влияют на эффективность столкновения частиц в эмульсиях типа В/М и М/В. Таким образом, в расчет следует принять и отношение эффективности соударений, приводящих к коалесценции. Эффективность соударений измеряется временем т, в течение которого две капли жидкости, разделенные [c.241]

Разбавленные эмульсии с содержанием дисперсной фазы от 0,01 до 0,1% по объему могут быть практически весьма устойчивыми, так как возможность коалесценции капель вследствие малой вероятности их столкновения очень небольшая. Стабилизирующим фактором в этом случае может явиться наличие двойного электрического слоя на поверхности раздела масло — вода. Значительная толщина двойного электрического слоя (высокие значения -потенциала) выполняет роль стабилизирующего фактора, являющегося вполне достаточным для обеспечения устойчивости разбавленных эмульсий. Такие системы могут быть устойчивыми и при значительных величинах пограничного натяжения. [c.160]

Так, рассматривая задачи, связанные с предотвращением отложения парафина в трубах при движении в них водо-нефтянои смеси, можно сделать вывод, что при заданных дисперсности нефти и условиях ее коалесценции поверхность труб будет отмываться от нефти тем меньше, чем больше краевой угол смачивания. При бурении нефтяных скважин с применением эмульсионных растворов чем больше при прочих равных условиях краевой угол смачивания, тем меньше количество проникающей в пласт воды и глубина ее проникновения. С увеличением краевого угла смачивания вода вытесняется из призабойной зоны нефтью быстрее. и в больших количествах. С величиной краевого угла смачивания связано обращение фаз эмульсии. Так, например если стенки трубы хорошо смачиваются нефтью, то это способствует обращению фаз эмульсии. Чем лучше смачивается порода нефтью, тем более вероятно образование в ней гидрофобной эмульсии, вызывающей большее сопротивление вытеснению нефти водой и т. д. [c.121]

Опыты показывают, что при увеличении высоты аппарата снижается не только но и Вероятно, это можно объяснить коалесценцией капель, оседанием их на стенках, а также тем, что на начальном участке, где происходит образование капель и их торможение, коэффициент массоотдачи выше, чем на участке установившегося движения. [c.628]

Коалесценция частиц, происходящая в аппаратах колонного типа, носит наименование ортокинетической коагуляции. Этот процесс является следствием различия размеров частиц и их скоростей в полидиснерсной системе. Однако в распылительных и барботажных колоннах при высокой объемной доле дисперсной фазы, когда вероятность столкновения частиц должна быть особенно велика, имеет место особая структура двухфазного потока, при которой частицы различного объема образуют единую группу — конгломерат частиц. Эта группа движется, как единое целое [27] со скоростью, которая не зависит от размеров отдельных частиц. [c.247]

Поэтому параметр р в уравнении (9.6-2) имеет смысл реологической величины. Для п = 1 уравнение (9.6-3) сводится к уравнению Френкеля с поправками Эшелби [26]. Тем не менее поле потока на стадии процесса коалесценции, вероятно, не является ни гомогенным, ни изотермическим, поэтому полному анализу стадии коалесценции должен предшествовать детальный анализ кинематики потока. Кроме того, теоретический анализ должен быть основан на вязкоупругом уравнении состояния, потому что эффект вязкоупругости, как предположил Лонз [22], может играть важную роль при [c.279]

Умножив отношение объемов двух жидкостей на определенное таким образом время жизни двух возможных эмульсий, мы получим критерий относительной устойчивости двух эмульсий, учитывающий оба фактора, от которых зависит скорость коалесценции вероятность столкновения двух частиц и вероятность их слияния. Если полученный критерий значительно больше единицы, другг.. ми словами, если прямая эмульсия намного более устойчива, чем обратная, то можно однозначно сказать, каки.м будет конечный продукт эмульгирования. [c.242]

Заметим, что рассчитанная указанным методом интенсивность обмена гадом несколько ниже, чем по Кунии и Левеншпилю При рассмотрении слоя со свободным барботажем пузырей необходимо учитывать их коалесценцию. Напомним, что для случая поршневого режима постулировали полное перемешивание газа дискретной и непрерывной фаз при коалесценции. Вероятно, для слоев с барботажем пузырей можно ожидать более высокой скорости межфазного обмена газом, нежели для изолированного пузыря в отсутствие коалесценции. [c.291]

Все сказанное выше, вероятно, объясняет явление ограниченной коалесценции , наблюдаемое не только с твердыми эмульгаторами, а также с протеинами и т. д. Необходима определенная плотность упаковки частиц или молекул эмульгатора для наибольшей прочности пленки первоначально образованные слои могут не иметь времени илп вещества для достижения этого состояния (Люкассен — Рейндерс и ван ден Темпель, 1963). Общее уменьшение площади поверхности, сопровождающее коалесценцию, сжимает слой до необходимой формы). [c.114]

Таким образом, следует признать, что вероятность столкновения, коалесценции и редиспергирования частиц в стесненном потоке пренебрежимо мала. Этот вывод подтверждается экспериментальными данными, полученными Дэвисом с соавторами [28]. Хотя исследования Дэвиса проводились в роторно-дисковом аппарате, однако в этом случае также имеет место ортокинетическая коагуляция и полученные результаты рриложимы и для пустотелых аппаратов. [c.247]

При дальнейшем исследовании с помощью трассерной техники эти же авторы 155] показали, что концентрационный слой служит фильтрующим элементом для мелкодисперсной составляющей эмульсии. Замедляя скорость выноса мелких капель, этот слой увеличивает вероятность их коалесценции с более крупными каплями. Следует отметить, что если в сплошную или дисперсную фазу попадает даже незначительное количество загрязнений, межкапельная коалесценция в промежуточном слое резко сокращается 153]. [c.35]

Очистка нефтепродуктов в электрическом поле применяется недостаточно широко, хотя доказана высокая эффективность этого метода. Механизм удаления частиц загрязнений в электрическом поле обусловлен, вероятнее всего, наличием двойного электрического слоя на поверхности частиц, состоящих из высокополярных молекул и их ассоциатов. В электрическом поле такие частицы неиз(5ежно движутся к электродам. Механизм коалесценции воды в электрическом поле объясняется перераспределением нейтральных зарядов эмульгированных капель воды в диполи, которые ориентируются вдоль силовых линий поля, притягиваются друг к другу и агрегируются Достаточно крупные капли воды выпадают в отстойную зону. Процессу коагуляции микрозагрязнений и коалесценции воды способствует межмолекулярное притяжение, силы которого увеличиваются при сближении капель воды и частиц загрязнений [c.106]

Однако есть надежда что в конце концов будут найдены более эффективные методы С теоретической точки зрения, для рассея ния тумана пригодны звуковое или электростатическое осаждение но они вряд ли практически применимы в больших масштабах Метод, предложенный Элтоном заключается в применении по верхностно активных веществ способствующих коалесценции капелек тумана Однако в природном тумане вероятность столкно вений между капельками настотько мала что увеличение эффек тивности коалесценции едва ли заметно увеличит скорость осаждения тумана Практические испытания, в которых туманы опры скивались растворами поверхностно активных веществ с самолета не показали никакого эффекта [c.396]

Имеется, вероятно, одна причина, по которой процесс диспергирования не изучался так хорошо, как кинетика коалесценции. Внут-рифазовое диспергирование — быстрый процесс, протекающий в течение секунды или менее. Коалесценция — процесс сравнительно медленный. Обычно коалесценция длится минуты, часы и даже месяцы и, следовательно, может быть детально изучена. Исследование быстрых процессов требует значительной модернизации оборудования даже в случае простых систем. [c.10]

Ультрацентрифугированием образец эмульсии М/В разделяется на три слоя верхний слой — отслоившаяся масляная фаза, сред-ни11 — эмульсия, шарики которой находятся в плотной упаковке, нижний — водный слой. После пятиминутного ультрацептрифугиро-вания граница между слоем эмульсии и воды более не изменяется, так как почти вся дисперсная фаза из эмульсии удалена. В этом случае шарики имеют полиэдрическую форму и отделены друг от друга небольшими прослойками. Единственное уменьшение объема этой высококонцентрированной системы может происходить в результате коалесценции. В течение первых нескольких минут ультрацентрифугирования масло отслаивается быстро. Вероятно, изменение сферической формы шариков в полиэдрическую увеличивает площадь поверхности масляной фазы, и эмульгатор, первоначально имеющийся в достаточном количестве, не может адсорбироваться на межфазной поверхности. Следовательно, масло отслаивается с установившейся низкой скоростью. [c.130]

Очистка нефтепродуктов в электрическом поле применяется недостаточно широко, хотя высокая эффективность этого метода доказана [33, 36]. Развитие теории очистки жидких сред от загрязнений явно отстает от практики в настоящее время созданы электроочистители разнообразных конструкций. Механизм удаления частиц загрязнений в электрическом поле обусловлен, вероятнее всего, наличием двойного электрического слоя на поверхности частиц, состоящих, как известно, из высокополярных молекул и их ассоциатов. В электрическом поле такие частицы неизбежно движутся к электродам. Механизм коалесценции воды в электрическом поле объясняется перераспределением нейтральных зарядов эмульгированных капель воды в диполи, которые ориентируются вдоль силовых линий поля, притягиваются друг к другу и агрегируются. Достаточно крупные капли воды выпадают в отстойную зону. Процессу коагуляции микрозагрязнений и коалесценции воды способствует межмолекулярное притяжение, силы которого увеличиваются при сближении капель воды и частиц загрязнений [c.277]

Смачиваемость твердой частицы водой, как известно, определяется степенью ее гидрофобности. Чем более гидрофобно вещество, тем меньше его смачиваемость и лучше флотируе-мость. Изменение смачиваемости флотируемых частиц достигается адсорбцией на их поверхности поверхностно-активных веществ, в результате которой полярные группы ПАВ прикрепляются к частице, а гидрофобные цепи обращаются в объем раствора. Таким образом, нри введении небольших количеств поверхностно-активных веществ флотируемость увеличивается до тех пор, пока их концентрация не вызовет заметное понижение величины поверхностного натяжения волной среды (СТ12), из которой происходит флотация. По воздействию на процесс флотации ПАВ обычно разделяют на две категории коллекторы и пенообразователи. Коллекторы, в основном, изменяют смачиваемость частиц, а пенообразователи адсорбируются, как правило, на границе водная среда — газ и стабилизируют пленку, образующуюся между приближающимися друг к другу пузырьками, препятствуя их коалесценции. Избыток пенообразователя всегда несколько понижает 012 и, следовательно, вероятность акта прилипания частицы к пузырьку [3]. [c.53]

Остается еще объяснить повышение объема пор, которое происходит при еще более низких значениях pH. Почти нет сомнений, что гели, образуемые при pH <5, фактически содержат еще меньшие по размеру частицы. Однако это не выявляется при измерениях удельной поверхности методом БЭТ, которая остается примерно равной 800—850 м /г для силикагелей, образованных при более низких pH. Это может быть объяснено тем, что при измерениях методом БЭТ происходит потеря площади вокруг точек контакта постепенно уменьшающихся частиц (см. выше раздел по характеристикам силикагелей). Таким образом, истинная поверхность силикагеля может непрерывно увеличиваться, но она не может быть полностью измерена по адсорбции азота. Однако всевозрастающий объем пор силикагелей, приготовленных при более низких pH, оказывается реальным явлением, хотя и не легко объяснимым. Вероятно, что, по мере того как диаметр частиц еще понижается (от 3,5 до 1—2 нм), все более усиливается коалесценция, и увеличение прочности на сжатие оказывается большим, чем те смещения, которые возникают за счет возрастающих сил поверхностного натяжения, когда поры становятся более мелкими. Как раз при pH 3,4 Оккерс измерил радиус пор, оказавшийся равным только 10 А. Вода в подобных порах фактически не имеет более своих нормальных свойств, поэтому поверхностное натяжение может оказаться меньшим, чем предполагается, из-за сильного молекулярного притяжения со стороны стенок пор. [c.719]

Ульрих [447] в дальнейшем рассмотрел факторы, регулирующие размер частиц в процессе конденсации из пара, и пришел к заключению, что образованные в самом начале очень небольшие по размеру частнцы приобретают поступательные скорости больших молекул газа, и конечный размер частиц определяется такими факторами, как столкновение и коалесценция частиц. Логарифм величины конечного размера частицы пропорционален логарифму времени роста частицы. Этим объясняется наблюдаемое увеличение размера частицы с возрастанием концентрации кремнезема на том же основании можно предположить, что окончательно сформированная частица будет, вероятно, иметь микропористую структуру. Однако так как первичные частицы имеют диаметр только 10—20 А и плотно упакованы, то внутренние поры конечных частиц обычно оказываются непроницаемыми по отношению к адсорбции молекул азота и обнаружить их можно только путем адсорбции воды. [c.782]

Электрообпаботка эмульсий заключается в пропускании нефти через электрическое поле, преимущественно переменное промышленной частоты и высокого напряжения (15-44 кВ.). В результате индукции электрического поля диспергированные капли воды поляризуются, деформируются (вытягиваются) с разрушением защитных пленок, и при частой смене полярности электродов (50 раз в секунду) увеличивается вероятность их столкновения и укрупнения, и в итоге возрастает скорость осаждения глобул с образованием отдельной фазы. По мере увеличения глубины обезвоживания расстояния между оставшимися каплями увеличиваются и коалесценция замедляется. Поэтому конечное содержание воды в нефти, обработанной в электрическом поле переменного тока, колеблется от следов до 0,1 %. Коалесценцию оставшихся капель воды можно усилить повышением напряженности электрического поля до определенного предела. При дальнейшем повышении напряженности поля ускоряются нежелательные процессы электрического диспергирования капель и коалесценция снова замедляется. Поэтому применительно к конкретному типу эмульсий целесообразно подбирать оптимальные размеры электродов и расстояния между ними. Количество оставшихся в нефтях солей зависит как от содержания остаточной воды, так и от ее засоленности. Поэтому с целью достижения глубокого обессоливания осуществляют промывку солей подачей в нефть оптимального количества промывной (пресной) воды. При чрезмерном увеличении количества промывной воды растут затраты на обессоливание [c.184]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология