Скорость диффузионной пропитки

В зависимости от значения константы Генри и коэффициента диффузии защемленного газа скорость пропитки может меняться на 5—10 порядков [26, 30, 154]. В случае защемления труднорастворимого газа наиболее медленной является стадия растворения и диффузии газа, причем скорость диффузионной пропитки растет по мере уменьшения радиусов капилляров. Закономерности диффузионной стадии пропитки были подтверждены в опытах на модельных системах. [c.36]

Для делигнификации древесины необходимо не только фрагментировать сетку лигнина и освободить его от связей с углеводами, но и создать в древесине достаточно развитую капиллярную систему для обеспечения проникновения реагентов и вывода продуктов, сообщить лигнину гидрофильные свойства и растворить продукты деструкции лигнина. На делигнификацию древесины в значительной степени влияют пути и скорости проникновения химических реагентов в клеточную стенку. Имеются два различных механизма движения варочных реагентов проникновение вместе с варочным раствором в пустоты древесины на стадии пропитки древесины диффузия реагентов из варочного раствора в воду, содержащуюся в древесине, под влиянием градиента концентрации. Поскольку коэффициент диффузии в жидкостях и твердых материалах невелик, скорость диффузионного процесса ниже скорости пропитки древесины. При варке реагенты, поступившие в древесину при пропитке, быстро расходуются при повышении температуры. Далее реагенты вводятся в щепу диффузией. Варочные процессы относятся к гетерогенным процессам, при которых возможны различные топохимические эффекты, обусловленные надмолекулярной структурой клеточных стенок и микроструктурой древесины, влияющими на скорость диффузии реагентов и продуктов реакций. Задержка в поступлении реагентов может привести к нежелательным процессам, что следует учитывать при составлении режима варки. [c.463]

Ур-ния (4) и (5) используют для расчетов скорости пропитки при обработке древесины антисептиками, крашении тканей, нанесении катализаторов на пористые носители, выщелачивании и диффузионном извлечении ценных компонентов горных пород и др. Для ускорения пропитки часто используют ПАВ, улучшающие смачивание за счет уменьшения краевого угла 0. Один из вариантов капиллярной пропитки - вытеснение из пористой среды одной жидкости другой, не смешивающейся с первой и лучше смачивающей пов-сть пор. На этом основаны, напр., методы извлечения остаточной нефти из пластов водными р-рами ПАВ, методы ртутной порометрии. Капиллярное впитывание в поры р-ров и вытеснение из пор несмешивающихся жидкостей, сопровождающиеся адсорбцией и диффузией компонентов, рассматриваются физико-химической гидродинамикой. [c.311]

Формулы (1.101), (1.100) хорошо согласуются с результатами опытов с модельными системами и пористыми телами при пропитке последних жидкостями, не растворяющими газы [30, 170]. Однако во многих случаях на ход пропитки оказывает влияние и способность газов растворяться в жидкостях. Защемленные в тупиковых порах газы растворяются в соответствии с законом Генри и диффундируют к устьям капилляров. Скорость и глубина проникновения жидкости в тупиковые капилляры в этой диффузионной стадии описывается формулами [26, 30] [c.36]

Диффузионная стадия пропитки сильно зависит от растворимости газов. Действительно, так как поры и капилляры экстрагируемого твердого материала постепенно заполняются растворителем, между концентрациями целевого компонента в твердой и жидкой фазах устанавливается равновесие. Защемленные газы растворяются в жидкости, и в ней возникают градиенты концентрации, обусловливающие конвективную диффузию растворяющихся газов. Практическое применение этого эффекта заключается в следующем замена труднорастворимых газов легкорастворимыми может обеспечить возможность увеличения скорости пропитки (или экстрагирования настаиванием, перколяцией и т. п.) в 10 раз. С другой стороны, можно найти метод освобождения воздуха (или других газов и паров) из пористого материала и таким образом улучшить массообмен. Это тем более заманчиво, поскольку, например, во многих горных породах тупиковые поры занимают 40—60 % общего объема пор. [c.169]

Зависимость скорости пропитки от была отмечена в [382, 955] для различных мономеров и подтверждена в работе [334], в которой предложена диффузионная модель, а также в работе [986]. При химическом взаимодействии мономера с субстратом, как, например, в случае акриловой кислоты, могут появиться осложнения. Для увеличения скорости пропитки в любом случае рекомендуется использовать давление [614]. [c.295]

С целью повышения степени очистки от брызг и тумана разрабатываются принципиально новые фильтрующие материалы с гидрофобной пропиткой, а также конструкции фильтров, применительно к диффузионному режиму работы при скорости 0,1—0,3 м/с. [c.323]

Влиянием диффузионных процессов при этом можно пренебречь, так как их скорость несравненно меньше скорости пропитки и науглероживания. Равновесие поверхностных сил в этом случае не наступает, поэтому можно считать, что остановка изотермического процесса растекания капли произойдет, очевидно, когда сумма масс металла, пропитавшего графит и закристаллизовавшегося на его поверхности, окажется равной исходной массе капли. [c.93]

Для всех случаев, когда ПАВ вводится непосредственно в жидкую фазу, контактирующую с твердой поверхностью, характерен резко выраженный гистерезис смачивания уменьшение (или увеличение при хемосорбции) краевого угла происходит постепенно, по мере того как на новых поверхностях, покрываемых жидкой фазой, успевает происходить адсорбция ПАВ. Особенно существенна роль кинетики адсорбции и диффузии ПАВ при управлении с помощью ПАВ капиллярной пропиткой в этом случае, по данным Чураева, впитывающийся в капилляры раствор быстро обедняется ПАВ из-за адсорбции на стенках капилляров, так что скорость процесса пропитки может лимитироваться диффузионным подводом ПАВ из объема раствора к менискам в порах. [c.107]

В реальных пористых телах имеется большое число тупиковых пор. Кроме того, часто и сквозные поры ведут себя как тупиковые [94]. В этих случаях перемещение фронта жидкости тормозится защемленным в тупиковых порах воздухом. Поэтому для интен-) сификации капиллярной пропитки часто применяют предвари- тельное вакуумирование образцов. Вследствие снижения давления защемленного воздуха скорость капиллярной пропитки возрастает [94]. Вакуудшрование, вообще говоря, эффективно лишь при пропитке материалов с тупиковыми порами. Но поскольку многие сквозные поры и капилляры нри погружении тела в жидкость (особенно в высоковязкую жидкость) ведут себя как тупиковые, предварительное вакуумирование оказывается весьма полезным. Под давлением возрастает растворимость в жидкости защемлен- ного в капилляре газа. Возникает диффузионный ток растворенного газа, направленный от зоны большой концентрации (мениска) к зоне минимальной концентрации (устье капилляра). Изучение этих процессов дает возможность получить значения скорости иропитки материалов с тупиковыми порами с учетом растворения газа [94]. При защемлении труднорастворимого газа наиболее медленной стадией процесса является стадия растворения и диффузии газа, определяющая продолжительность полной пропитки. При защемлении легкорастворимого газа стадией растворения и диффузии можно пренебречь и рассчитывать процесс как идущий в сквозном капилляре [94]. [c.117]

Наибольшие трудности в производственных условиях вызывает пропитка капиллярнопористых тел с защемленным газом (воздухом). В этом случае скорость пропитки и ее полнота полностью определяются выводом газа. В естественных условиях это-диффузионный процесс, происходящий в результате растворения газа. Даже в водных растворах растворимость столь мала, что в телах, пропитываемых в течение нескольких суток, остаются центральные области, занятые газом. Для органических жидщаей и полимеров этот барьер тем более непреодолим вследствие малости коэффициентов растворимости и диффузии. [c.131]

В зависимости от способа мерсеризации (в массе или в листах) аппаратурное оформление процесса принципиально различно. При мерсеризации в листах стремятся по-возможности сохранить форму последних, чтобы обеспечить равномерное протекание последующего отжима избытка щелочи. Мерсеризацию в листах обычно проводят в ваннах мерсеризационных прессов. Детально особенности протекания процесса и возникающие при этом трудности рассмотрены в книге Гётце [40, с. 74]. Мерсеризация в листах имеет ряд недостатков. В связи с медленным протеканием диффузионных процессов наблюдается значительная неравномерность обработки в разных частях листов медленно и неравномерно удаляются гемицеллюлозы необходимо строго следить за скоростью подачи щелочи в пресс, чтобы обеспечить равномерность пропитки и предотвратить всплывание листов. При недостаточной жесткости листов и сильном набухании происходит их деформация, что приводит к неравномерному отжиму. Мерсеризация в прессах — периодический процесс и, следовательно, имеет меньшие возможности для механизации и автоматизации. Предпринимались попытки осуществить непрерывную мерсеризацию в листах, однако они не завершились выходом в промышленность. В настоящее время мерсеризация в листах сохранилась лишь на отдельных производствах, и, по-видимому, нет необходимости подробно рассматривать этот способ. [c.48]

Глубина проникновения палладия в зерна носителя сильно зависит от концентрации органического вещества в водном растворе, используемом для пропитки. При 40-80%-ной концентрации раствора глубина проникновения палладия в у-А120з составляет примерно 0,5 мм. Такая толщина работающего слоя катализатора обеспечивает наибольший эффект при высоких температурах и больших объемных скоростях, когда в силу диффузионных осложнений внутренние слои катализатора практически не функционируют. На глубину проникновения палладия в носитель оказывает также влияние концентрация ионов хлора с повышением концентрации С1 увеличивается глубина проникновения палладия, т. е. толщина активного слоя катализатора. Среди факторов, влияющих на толщину палладиевого слоя, важным является и время взаимодействия растворов с носителем. [c.42]

Как и в любом массообменном процессе, скорость экстрагирования определяется скоростью протекания наиболее медленных стадий, и именно на эти стадии должны быть направлены интенсифицирующие воздействия. Для ускорения пропитки сырья экстрагентом необходимо удалить из него воздух, что достигается предварительным вакуумированием сырья, заменой воздуха в порах на газ с более высокой растворимостью в экстрагенте или проведением пропитки в переменном поле давления. Если скорость процесса ограничена скоростью растворения твердых включений внутри пористых тел (внутрикинетическая область), то на нее будег влиять температура и концентрация экстрагента в основном объеме жидкости. Если процесс протекает во внутридиффузионной области, т. е. лимитируется скоростью диффузии молекул в пористых телах, его ускорение достигается увеличением скорости диффузии, уменьшением размеров частиц или частичной заменой диффузионного массопереноса на конвективный. В том случае, когда наиболее медленной стадией является отвод ЦК с поверхности пористых тел шш подвод к ней экстрагента (внешнедиффузионная область), на скорость процесса существенное влияние оказываег гидродинамические условия в аппарате. [c.493]

Скорость коррозии силицированных и импрегнированных образцов со временем уменьшается, приближаясь к минимальному значению. Защитный диффузионный слой, импрегнированный феноло-формальдегидной смолой, повышает коррозионную стойкость стали Ст. 3 в 10%-ных растворах кислот следующим образом в азотной — в 400 раз, в соляной — в 100 раз и в серной — в 25 раз. Импрегни-ровапие силицированного слоя эпоксидной смолой надежно защищает сталь от коррозии. В качестве отвердителя в смолу до пропитки добавляется полиэтиленнолиамин, что исключает возможность повторного использования смолы и этим существенно повышает ее расход. Полная полимеризация феноло-формальдегидной смолы достигается только термообработкой. Известно, что такая смола склонна к старению, но процесс этот медленный, поэтому смолу можно использовать в течение длительного срока. Низкие коррозионные свойства образцов, пропитанных жидким стеклом, вызваны недостаточным затвердением наполнителя в порах. Незатвердевшее жидкое стекло легко вымывается из пор реакционной среды. По данным Горбунова [9], диффузионное солицирование эффективно до температур 700— 750° С. Б пропитанном защитном слое смола в порах находится в чистом виде. Поэтому термостойкость диффузионного пропитанного слоя определяется термостойкостью смолы. Так, при пропитке образцов феноло-формальдегидной смолой, температура, обеспечивающая термостойкость защитного покрытия, пе превышает 150— 170° С. [c.181]

Дерягиным, а затем Альтшулером [20] исследовался диффузионный механизм пропитки пористых материалов с учетом защемления в тупиковых порах смеси газов любого состава. Установлено, что скорость проникновения жидкости в пористую среду при наличии в ней тупиковых и квазитупиковых капилляров может быть определена по уравнению [c.168]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология