Критические диспергирования

Нефтепродукты и химические органические продукты (далее— вещества) по пожаровзрывоопасности подразделяются на газы — вещества, абсолютное давление паров которых при 50 °С равно или выше 300 кПа или критическая температура ниже 50 °С жидкости — вещества с температурой плавления (капле-падении) не более 50Х твердые вещества —с температурой плавления (каплепадения), превышающей 50°С пыли — диспергированные твердые вещества с размером частиц менее 850 мкм. Указанным ГОСТом установлены следующие показатели пожаровзрывоопасности. [c.9]

Если размеры насадочных элементов выше критических, рост нагрузки диспергированной фазы практически не влияет на величину капель, увеличивается только их число. Лишь на подходе к захлебыванию колонны капли незначительно увеличиваются. С повышением скорости сплошной фазы размеры капель незначительно увеличиваются. [c.325]

При малых количествах диспергированной фазы насадка критических размеров обладает свойством крупной насадки, при больших же количествах этой фазы быстро увеличиваются размеры капель. Критические размеры элементов насадки зависят от физикохимических свойств системы, причем наибольшее влияние оказывают межфазное натяжение, силы сцепления и вязкость жидкостей. Для системы толуол—диэтиламин—вода в колоннах диаметром 75, 100 и 150 мм был получен [99] для колец Рашига критический размер 9,5 мм, размер ниже критического 6,35 мм. Кольца диаметром 12,35 19,0 и 25,4 мм представляли собой насадку размерами больше критического, здесь капли сохраняли свои размеры до момента захлебывания. [c.326]

Средние размеры капли для насадок, размеры которых выше критического, и количеств диспергированной фазы, подобранных таким образом, чтобы еще не наступало захлебывание колонны, скоррелированы Льюисом [82] при помощи уравнения, в состав [c.326]

На рис. 2 представлена зависимость длины пути выгорания распыленной жидкой серы от среднего диаметра ее капель при различном коэффициенте расхода воздуха и скорости потока г = 35 м/с. С помощью этой зависимости можно установить размеры печи для сжигания серы или определить степень выгорания серы в реакционном объеме. На рисунке использован критический средний диаметр капель серы при 6р< б р в печи будет иметь место полное выгорание диспергированной жидкой серы, а при бо > бкр — неполное. [c.39]

В уравнении (1.8) величина п а пропорциональна изменению поверхности, величина п у к - изменению энтропии системы при диспергировании. Из уравнения (1.8) можно получить критические значения поверхностного натяжения [c.38]

Как видно, критическое значение межфазного поверхностного натяжения, определяющее граничное значение энергии теплового движения, необходимого для самопроизвольного диспергирования, резко возрастает с уменьшением размера частиц. Поэтому самопроизвольное диспергирование частиц дисперсной фазы до молекулярного уровня считается невозможным /28/. Самопроизвольное диспергирование при 20 °С до размеров [c.38]

Дробление одной жидкости в другой, в которой она нерастворима, происходит в специальных аппаратах - коллоидных мельницах, диспергаторах, гомогенизаторах ". Независимо от конструкции аппарата процесс диспергирования проходит в соответствии с рассмотренным механизмом (по П.А. Ребиндеру). Большие сферические капли в силовом поле деформируются в цилиндрики, на что требуется некоторая затрата работы, т.к. при этом увеличивается запас свободной энергии системы. При определенном соотношении длины и диаметра цилиндрика жидкости, т.е. по достижении так называемых критических размеров, он самопроизвольно распадается на большую и малую капли, что термодинамически выгодно, т.к. в критическом состоянии свободная энергия его больше, чем сумма свободных энергий большой и малой капель (поверхность цилиндра больше суммы поверхностей капель). Процесс продолжается до тех пор, пока большая капля не станет сопоставимой с маленькой (порядка 10 м). [c.55]

Для частиц коллоидных размеров 100 А) критические значения — Р, соответствуюш,ие самопроизвольной пептизации коагулята, т. е. гидрофилизации системы с точечными контактами между частицами, оказываются достаточно высокими, например несколько эрг/см , что было подтверждено экспериментально автором и сотрудниками. Таким образом, эти значения могут на 1—2 порядка величин превосходить критические значения а, необходимые для самопроизвольного диспергирования компактной фазы. [c.306]

Таким образом, термодинамическая устойчивость диспергированной фазы с заданным размером частиц является действительно возможной, однако для этого необходимо, чтобы поверхностное натяжение на границе раздела фаз не превышало некоторого критического значения [c.280]

Самопроизвольное диспергирование конденсированной фазы происходит и вблизи критических точек (см. разд. 10.8), для которых, как указывалось, характерно уменьшение ст до нулевого значения. [c.281]

В случае образования критических эмульсий при нагревании двух несмешивающихся при обычной температуре жидкостей невозможность растворения вплоть до молекул объясняется двумя одновременно протекающими, но противоположно направленными процессами. С одной стороны, идет диспергирование вплоть до молекул одной из фаз, а с другой — одновременно происходит коалесценция капелек этой фазы, в результате чего устанавливается динамическое равновесие, которое тотчас нарушается с изменением температуры. Конечно, состояние критической эмульсии также соответствует минимальной свободной энергии системы. [c.239]

Устойчивые высокодисперсные, концентрированные эмульсии получают понижением пограничного натяжения почти до нуля, что ведет к образованию самопроизвольных или, как их иногда называют, критических эмульсий. Получающиеся эмульсии относятся к классу лиофильных коллоидных систем и являются равновесными, термодинамически устойчивыми. Происходящее в процессе самопроизвольного диспергирования некоторое возрастание поверхностной энергии компенсируется увеличением энтропии системы в связи с более равномерным распределением в ней вещества дисперсной фазы. [c.160]

Смешение фаз и диспергирование при получении эмульсий проводят в приборах разнообразных конструкций. В простейшем из них эмульсия образуется при вливании струи одной жидкости в объем другой. Эффективность эмульгирования определяется скоростью струи, причем существует критическая скорость, ниже которой эмульгирование не происходит. В промышленности и лабораторной практике смешение фаз осуществляется в аппаратах с мешалками различных видов. Хотя такой метод достаточно прост, он непригоден для получения высокодисперсных систем. Наиболее эффективный аппарат для получения эмульсий — коллоидная мельница. Ее устройство рассмотрено в гл. I. [c.178]

Это условие имеет, по Ребиндеру и Щукину, простой физический смысл если частицы имеют коллоидные размеры, а межфазное натяжение мало, то самопроизвольное отщепление частиц от макрофазы оказывается возможным, поскольку работа, затрачиваемая на образование новой поверхности компенсируется выигрышем энергии в результате участия образующихся частиц в тепловом движении. Критическое значение удельной свободной поверхностной энергии Ос, ниже которого возможно самопроизвольное диспергирование, равно [c.116]

Иногда процесс эмульгирования протекает самопроизвольно, без механического диспергирования. Такие эмульсии обычно образуются вблизи критической температуры растворения двух жидкостей (гл. V, 60) или при введении больших количеств поверхностно-активных веществ, снижающих поверхностное натяжение на границе двух фаз почти до нуля. [c.393]

Безвоздушное распыление. По этому методу лакокрасочный материал распыляется под воздействием высокого гидравлического давления, создаваемого насосом во внутренней полости распыляющего устройства и вытесняющего лакокрасочный материал через отверстие сопла. При этом потенциальная энергия лакокрасочного материала, находящегося под давлением, при выходе его в атмосферу переходит в кинетическую, и диспергированный лакокрасочный материал движется по направлению к окрашиваемому изделию. При выходе лакокрасочного материала из сопла распылителя со скоростью, превосходящей критическую для данной вязкости, легколетучая часть растворителя, входящего в состав лакокрасочного материала, интенсивно испаряется, что сопровождается значительным увеличением объема материала и его дополнительным диспергированием. [c.218]

Смолисто-асфальтеновые вещества могут находиться в нефти в молекулярно-растворенном, коллоидно-диспергированном состоянии или в виде макрофазы. Переход из одного состояния в другое может быть вызван дс1 1ствием разнообразных внешних факторов, самыми распространенными среди которых являются изменение состава растворителя и температуры. На основе исследования поверхностной активности асфальтенов [68] в интервале 20—150°С была найдена критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) в групповых компонентах соответствующих нефтяных остатков, и показано, что при концентрации асфальтенов 0,005—0,60% (мае.) содержащие их нефтяные системы являются истинными растворами, С увеличением ко1щентрацин асфальтенов растворы переходят в дисперсные системы с последующим выделением асфальтенов в виде отдельной фазы. Частицы асфальтенов в коллоидных системах имеют размеры 2—30 нм и образуют коацерваты размером до [c.35]

Агрегативная устойчивость эмульсий может обусловливаться многими факторами устойчивости. Для них характерно и самопроизвольное диспергирование при определенных условиях. Они могут самопроизвольно образовываться в двухкомпонентной гетерогенной системе (без эмульгатора) при температуре смешения, близкой к критической. Как уже отмечалось, гетерогенная система вода — фенол самопроизвольно переходит в термодинамически устойчивую эмульсию при температуре, несколько ниже критической. В этих условиях межфазное натяжение настолько мало (меньше 0,1-10 Дж/м ), что оно полностью компенсируется энтропийным фактором- Как известно, таким свойством еще обладают только коллоидные ПАВ и растворы ВМС. Сильное понижение поверхностного натяжения при добавлении ПАВ (третьего компонента) в систему позволяет получить термодинамически устойчивые (самопроизвольно образующиеся) эмульсии и в обычных условиях, а не только при критических температурах смешения. Это свойство эмульсий играет большую роль, например, в моющем действии, резко уменьшающем применение механичесгшх средств п ручного труда. [c.346]

Перемещения звеньев технологической системы происходят до тех пор, пока не создается равенство возмущающих сил и сил сопротивления Иными словами, технологическую систему можно представить как пружи ну, которая при врезании инструмента в деталь под действием внешних сил сжимается. И когда сила сжатия пружины станет равной силе сопро тивления или превысит критические значения силы, при которых произой дет диспергирование материала, начнется снятие материала с заготовки Сжатие пружины и есть относительное упругое перемещение (натяг) инструмента и заготовки системы СПИД. Поскольку не существует техно логических систем с бесконечно малой жесткостью, то в процессе обра ботки всегда будет натяг, нарущающий статическую настройку системы СПИД. [c.100]

Наиболее существенным фактором, влияющим на состояние нефти как дисперсной системы, является температура. Любое образование новой твердой макрофазы в виде отложений на поверхности возможно лишь после возникновения в объеме нефти диспергированной твердой микрофазы /4, 30/. Поэтому при температурах, выше температуры насыщения нефти парафинами, заметных отложений на поверхности оборудования не наблюдается. Опасность образования отложений возникает лишь ниже температуры насыщения, когда образуется твердая микрофаза и нефть превращается в свободнодисперсную систему, в которой дисперсные частицы не связаны друг с другом и способны независимо перемещаться в дисперсионной среде под влиянием броуновского движения или силы тяжести. При дальнейшем снижении температуры, после достижения характерного для каждой нефти ее критического значения, благодаря повышению концентрации дисперсной фазы нефть превращается в связнодисперсную систему - гель, в которой дисперсные частицы связаны друг с другом за счет межмолекулярных сил и образуют своеобразные пространственные сетки, формируя структурные каркасы и превращая нефть в структурированную жидкость. В гелеобразном состоянии дисперсные частицы практически теряют возможность свободно перемещаться внутри системы. Температура гелеобразова-ния является весьма важной технической характеристикой дисперсной системы как минимальная температура, при которой в отсутствии механического воздействия система способна находиться в подвижном состоянии. [c.46]

Е заимодействие между каплями воды можно увеличить путем повышения напряженности поля Е, поскольку при этом растет поляризация капель и силы дипольного притяжения увеличиваются пропорционально квадрату величины Е. Однако, при чрезмерном повышении Е возможно электрическое диспергирование капель. По мере роста размер капли приближается к критическому, после превышения которого она резко заостряется. При этом величина внутренних напряжений сдвига в оболочке достигает предельного [c.57]

Фламерфельт [24] исследовал влияние эластичности непрерывной вязкоэластичной фазы на деформацию и дробление ньютоновской диспергируемой фазы. В качестве непрерывной фазы он использовал водный раствор полиакриламида, а в качестве диспергируемой фазы — раствор низкомолекулярного полистирола в дибутил-фталате. Было показано, что существует минимальный размер капли соответствующий данной жидкой системе, по достижении которого дробление прекращается. Увеличение эластичности непрерывной фазы приводит к возрастанию минимального размера капель и критической скорости сдвига, при которой происходит дробление капель, поскольку конечное значение напряжения сдвига зависит от величины У- В соответствии с полученными ранее результатами увеличение вязкости непрерывной фазы приводит к обратному эффекту. Фламерфельт обнаружил также интересное явление в условиях неустановившегося сдвигового течения (ступенч тое изменение прикладываемого напряжения) минимальный размер капли и критическая скорость сдвига значительно меньше получаемых при постоянном напряжении сдвига. Поэтому он предположил, что диспергирование в вязкоэластичной среде должно протекать более полно при переменных условиях сдвига. Действительно, именно такие переменные условия сдвига реализуются в узком зазоре между гребнем ротора и стенкой смесительной камеры, а также в экструдере, снабженном смесительным устройством барьерного типа . [c.390]

Вальцы как диспергирующий смеситель. Для диспергирования агломератов технического углерода в ПЭНП использовали лабораторные вальцы с валками и диаметром 127 мм и минимальным зазором между валками 1,27 мм. Рассчитайте скорость валков, при которой за один проход через зазор разрушается 5 % частиц. За критическую величину напряжения сдвига, необходимую для разрушения частиц, примите величину когезионных сил, рассчитанную в предыдущей задаче. Количество полимера на валках на 50 % превышает минимально допустимое. Вязкость расплава та же, что в Задаче 11.5. [c.414]

Низкое натяжение реализуется в мйкрогетерогенных системах, которые образуются вблизи критических точек в двух- и много- компонентных системах с ограниченной растворимостью. В работах Е.Д.Щукина с сотрудниками [21, 22] показана общность физико-химических основ получения критических микроэмульсий и мицеллярных микроэмульсионных систем вблизи критической точки смешения ограничено растворимых веществ. Согласно критерию лиофильности самопроизвольного диспергирования Ребин-дера-Щукина [c.11]

От типичных лиофобных эмульсий следует отличать так называемые критические—лиофильные эмульсии. Критические эмульсии — это системы, образующиеся обычно из двух ограниченно смешивающихся жидкостей (например, анилина и воды, йзоами-лового nnpTa и воды) при температурах, весьма близких к критической температуре смешения, когда поверхностное натяжение на границе фаз становится весьма малым (порядка 0,01 эрг/см ) и теплового движения молекул уже достаточно для диспергирования одной жидкости в другой. В результате такого самопроизвольного диспергирования образуется тончайшая эмульсия, в которой коалесценция отдельных капелек уравновешивается стремлением обеих жидкостей равномерно распределиться в объеме (см. гл. VIII, разд. 1). [c.368]

По характеру молекулярных взаимодействий на границе раздела фаз все дисперсные системы могут быть разделены на две большие группы. Это, с одной стороны, лиофильные системы, для которых характерна высокая степень родственности дисперсной фазы и дисперсионной среды и соответственно компенсирован-ности связей на границе раздела — сглаженность границы такие коллоидные системы, например критические эмульсии, могут образовываться самопроизвольно и обнаруживают полную термодинамическую устойчивость как относительно агрегирования, в макрофазы, так и относительно диспергирования до молекулярных размеров частиц. С другой стороны, это разнообразные лиофобные — коллоидно- и грубодисперсные системы, в которых дисперсная фаза и дисперсионная среда менее родственны и различие граничащих фаз по их химическому составу и строению проявляется в существенной некомпенсированности поверхностных сил (в избытке энергии) на межфазной границе. Такие системы термодинамически неустойчивы и требуют специальной стабилизации. Сюда относятся все аэрозоли, пены, многочисленные эмульсии, золи и т. д. Между теми и другими системами нельзя провести четкого разделения, поэтому представляется возможным рассматривачь широкий спектр промежуточных состояний. [c.7]

U(ho) 2a. Следовательно, в рассмотренной системе термодинамическая устойчивость к агрегированию ( псевдолиофнльность системы) возможна при значениях 0, достигающих нескольких единиц мДж/м , что значительно (более чем на порядок величины) превышает критическое значение а, определяющее условие полной термодинамической устойчивости истинно лиофильных систем, которым посвящена гл. VIII. Таким образом, критическое значение удельной свободной энергии взаимодействия частиц U при описании пссвдолиофильных систем, возникающих при самопроизвольном диспергировании агрегатов, играет ту же роль, что и критическое поверхностное натяжение Ос в случае истинно лиофильных систем. Рассмотренные выше условия устойчивости дисперсных систем к коагуляции, включая оценки критических параметров U и Ug, получили непосредственное экспериментальное подтверждение (см. 4 гл. X). [c.252]

В некоторых случаях, приближающихся к условиям образования лиофильных коллоидных систем, может происходить и самопроизвольное образование эмульсий ( самоэмульгирование жидкостей ). Это возможно, например, ес,ли на границе двух жидких фаз при взаимодействии двух веществ, каждое из которых растворимо в одной из соприкасающихся фаз, образуется сильно поверхностно-активное соединение. Протекающая в таких, существенно неравновесных условиях адсорбция образующегося вещества способна приводить, как было показано А. А. Жуховицким, к резкому снижению поверхностного натяжения и самопроизвольному диспергированию (см. 2 гл. VUI). После завершения химической реакции образования на межфазной поверхности заметных количеств поверхностно-активного вещества его адсорбция по мере приближения к равновесным условиям падает, и поверхностное натяжение может снова возрасти выше критического значения Ос. Близкое по природе самопроизвольное эмульгирование, лежащее в основе эффективного способа получения устойчивых эмульсий, может осуществляться при использовании ПАВ, растворимого в обеих контактирующих жидкостях и в дисперсной фазе, и в дисперсионной среде. Если раствор такого ПАВ в веществе дисперсной фазы интенсивно перемешивать с чистой днсперсиоииой средой, то происходит перепое ПАВ через межфазную поверхность, имеющую малое поверхностное натяжение (рис. X—12) это вызывает турбулизацию поверхности и приводит к возникновению наряду с более крупными каплями эмульсии большого числа очень малых капелек микроэмульсии, оказывающих стабилизирующее действие на систему. [c.285]

Если дисперсия самопроизвольно возникает из макрофазы при ст <(Т (и не обнаруживает при этом тенденхщи к дальнейшему дроблению частиц до отдельных молекул), то она является термодинамически устойчивой. Ребиндер предложил называть подобные дисперсии лиофильными коллоидными системами. В противоположность этому лиофобные дисперсные сисгемы, в которых энергия межфазной поверхности превышает (обычно на несколько порядков) критическое значение ст , термодинамически неустойчивы относительно процесса разделения на макроскопические фазы и не могут образовываться самопроизвольным диспергированием. Наряду с типичными лиофобными и лиофильными системами могут реализоваться различные промежуточные по природе устойч1 [вости дисперсии, в которых, в зависимости от степени родственьости дисперсной фазы и дисперсионной среды, а также концентрации и размера частиц [c.140]

В некоторых случаях, приближающихся к условиям образования лиофильных коллоидных систем, может происходить и самопроизвольное образование эмульсий (самоэмульгирование жидкостей). Это возможно, например, если на границе двух жидких фаз при взаимодействии двух веществ, каждое из которых растворимо в одной из соприкасающихся фаз, образуется сильно поверхностно-активное соединение. Протекающая в таких существенно неравновесных условиях адсорбция образующегося вещества способна приводить, как было показано А. А. Жуховицким, к резкому снижению поверхностного натяжения и самопроизвольному диспергированию (см, гл. VII, 2). После завершения химической реакции образования на межфазной поверхности заметных количеств ПАВ его адсорбция по мере приближения к равновесным условиям падае , и поверхностное натяжение может снова возрасти вьппе критического значения Близкое по [c.344]