Пористые тела

Для элементов слоя из непористого материала определение Хт трудностей не представляет. Для пористых материалов необходимо учитывать теплопроводность среды, заполняющей поры и структуру пор. Отличие пористых тел от зернистых засыпок состоит в том, что твердая фаза здесь является сплошной, а газовая или жидкая может быть дисперсной. На коэффициент теплопроводности пористого тела Хтэ влияет как внутренняя пористость, так и средний диаметр пор, Точнее, отношение этой величины к длине свободного пробега молекул газа, заполняющего поры [3, 18]. [c.107]

Процесс фильтрации можно осуществлять периодически или непрерывно. В качестве фильтрующих перегородок мо1 ут использоваться мелкозернистые материалы (песок, гравий), пористые тела (пористая керамика, пористые металлические пластины), волокнистые материалы (стеклянная вата, асбестовое волокно), ткани и металлические сетки. [c.30]

Водные дисперсные системы и увлажненные пористые тела составляют значительную часть материалов и продуктов естественного и искусственного происхождения, с которыми имеет дело техника и химическая технология. К ним относятся, например, адсорбенты и катализаторы, полимерные, строительные и конструкционные материалы, горные породы, почвы и грунты, биологические системы, пищевые, текстильные и сельскохозяйственные продукты. Физико-химические и механические свойства этих дисперсных систем зависят от содержания и свойств удерживаемой ими влаги. Кинетика массообменных процессов, составляющих основу многих технологий, определяется подвижностью и энергией связи влаги с твердой фазой. [c.4]

Исследования состояния влаги в пористых телах давно уже привели к выводу об особом характере ее свойств вблизи поверхности частиц и о существовании так называемой связанной воды в дисперсных системах [1]. Отличия связанной воды от свободной объясняются перестройкой сетки межмолекулярных водородных связей в ее структуре под влиянием поля поверхностных сил. Моделирование структуры воды численными методами Монте-Карло и молекулярной динамики позволило получить некоторые количественные характеристики структурных изменений вблизи твердых поверхностей различной природы. При этом межмолекулярная водородная связь описывается различными потенциалами, правильность выбора которых проверяется путем сравнения рассчитанных и экспериментальных физических констант объемной воды. Поскольку численным методам посвящен ряд специальных статей этой монографии, остановимся только на основных результатах, важных для дальнейшего обсуждения. [c.7]

Объяснение этого явления может заключаться в том, что при малых скоростях фильтрации становится существенным силовое взаимодействие между твердым скелетом породы и фильтрующимся флюидом, которое может дать преобладающий вклад в фильтрационное сопротивление. При весьма малых скоростях потока сила вязкого трения пренебрежимо мала, тогда как сила межфазного взаимодействия остается при этом конечной величиной, поскольку она не зависит от скорости и определяется только свойствами контактирующих фаз. В результате такого взаимодействия нефть, содержащая поверхностно-активные компоненты, в присутствии пористого тела с развитой поверхностью образует устойчивые коллоидные растворы ( студнеобразные пленки, частично или полностью перекрывающие поры). Чтобы началось движение, нужно разрушить эту структуру, приложив некоторый перепад давления. 24 [c.24]

Рис. 6.1. Элемент структуры промерзшего пористого тела /—незамерзающие пленки 5 — лед 3 — частицы пористого тела 4 — фаза газа 5 — незамерзающие прослойки

Надежно обобщающие зависимости, по которым можно рассчитать теплопроводность пористых тел, отсутствуют, поэтому необходимые данные рекомендуется брать из указанной выше монографии Чудновского [3] и специальной литературы по различным видам пористых материалов, например, указанной в [I]. [c.107]

Движение жидкости относительно твердого тела (капилляр, система капилляров или пористое тело) [c.230]

Зависимость (111.20) применима и для расчета диффузии внутри пористых тел (катализаторов, сорбентов, ионитов) до того момента, пока радиусы пор не станут равными средней длине свободного пробега и процесс перейдет в кнудсеновскую область (см. стр. 50). [c.89]

Т. е. прилагая к газу (в случае смачивающей жидкости) или к жидкости (несмачивающей) соответствующее избыточное давление АР, можно приостановить проникновение в капилляр жидкости (смачивающей) или заставить войти в капилляр жидкость (несмачивающую). Последнее используется для определения размеров пор пористых тел методом вдавливания в них несмачивающей жидкости—ртути. Измеряя величину АР, при которой ртуть входит в пору, определяют эффективные радиусы пор (соответст- [c.466]

Внешняя диффузионная область. В этом случае концентрация реагирующих веществ даже на поверхности пористого тела, а тем более внутри пор гораздо меньше, чем в объеме. Кинетика процесса при этом подчиняется уравнениям диффузии, [c.315]

Породы, содержащие обыкновенные поры, или пустоты, а также различного рода каверны, трещины, полости и т. п., являются породами проницаемыми. В них жидкость, как указывалось выше, движется, подчиняясь гравитационному режиму, по законам гидростатики. Мы имеем большое количество доказательств этой проницаемости, встречаемых нами почти на каждом шагу. Источники и потоки грунтовых вод, поверхностные выходы нефти и газа, приток нефти к забою скважин и т. д. — все это обусловлено именно проницаемостью пород и возможностью свободного движения по ним жидкостей. При этом скорость движения жидкости через пористое тело, а следовательно, и через породу зависит прежде [c.168]

Радиоактивные индикаторы могут быть с успехом применены для изучения кинетики обменных реакций в гетерогенных системах. Интересными реакциями, которые не могли быть изучены без применения меченых атомов, являются реакции осадков с ионами, находящимися в растворе, или реакции между твердыми телами (например, металлами) и ионами. В ряде случаев изотопы могут быть с успехом применены для изучения свойств и величины поверхности мелкокристаллических или пористых тел. [c.381]

Метод использует свойство пористых тел адсорбировать при некоторых условиях пары и газы. Механизм этого явления находит себе различные объяснения его объясняют действием поверхности и конденсацией в капиллярных порах и, наконец, образованием химических соединений. [c.143]

Эти явления адсорбции кроме того зависят от физико-химических явлений притяжения. В том случае, когда притяжение жидкостей вызвано твердыми пористыми телами, теплота адсорбции может рассматриваться как мерило этой силы притяжения. Гурвич, у давший целый ряд интересных работ в этой области, измерил эту теплоту, вызванную поглощением д.тся це.чой серии жидкостей по отношению к трет адсорберам флоридину, животному углю и глинозему. [c.212]

СВОЙСТВА И КИНЕТИКА ВЛАГИ В ПОРИСТЫХ ТЕЛАХ [c.7]

Учет особенностей незамерзающих прослоек позволил получить (на основе термодинамики необратимых процессов и теории расклинивающего давления) уравнения течения, связывающие скорость переноса влаги в мерзлых грунтах и пористых телах с теплотой фазового перехода лед — вода [32]. Более подробно эти вопросы рассматриваются в разделе 6 этой же главы. [c.11]

Равновесие менисков в пористом теле описывается обычно уравнением Кельвина, связывающим радиус кривизны менисков с давлением пара над их поверхностью. При этом не учитывается, однако, поле поверхностных сил, приводящее к изменению формы мениска, что меняет и его капиллярное давление. Точная запись условий равновесия менисков с пленками для пор в виде плоской щели имеет вид [48] [c.18]

Пленочное течение. Особенности кинетических процессов в смачивающих пленках связаны с подвижностью поверхности пленки, граничащей с газовой фазой. Если в тонких порах локально-действующее расклинивающее давление уравновешивается упругими напряжениями в твердой фазе пористого тела, то в смачивающих пленках градиент расклинивающего [c.26]

При решении задач кинетики для пористых тел, где скорости течения пленок обычно невелики, можно пользоваться условием локального равновесия пленка — пар [c.27]

Как видно из сделанного обзора, свойства воды и кинетика ее переноса в пористых телах отличаются значительным разнообразием и зависят как от свойств твердых поверхностей, с которыми контактирует вода, так и от состава водного раствора. [c.30]

Перенос влаги в промерзающих пористых телах (почвы, грунты, строительные материалы) осуществляется посредством трех механизмов диффузией пара, течением незамерзающих пленок воды по поверхности частиц, течением незамерзающих прослоек между льдом и твердой поверхностью. При постоянной температуре незамерзающие прослойки и пленка находятся в равновесии со льдом и паром, давление которого определяется температурой объемного льда (рис. 6.1). [c.101]

Для решения задачи переноса незамерзшей влаги под действием градиентов температуры и давления требуется рассмотрение взаимосвязанных потоков массы и энергии на основе термодинамики необратимых процессов [32, 318]. Для того чтобы продемонстрировать основной физический механизм явления, рассмотрим щелевую модель порового пространства (рис. 6.5). Здесь пластинка льда заключена между параллельными твердыми стенками, вблизи которых сохраняются незамерзающие прослойки воды толщиною h. Модель отвечает деформируемому пористому телу расстояние между стенками поры может изменяться под действием внешнего давле- [c.105]

Повышение температуры ведет к росту толщины незамерзающих прослоек и снижению развиваемого ими расклинивающего давления. Абсолютное значение толщины прослоек зависит от вида изотермы П(/г). Чем выше создаваемое прослойками положительное расклинивающее давление, тем больше и равновесная толщина прослоек при данной температуре. Так как коэффициент ац (при малом гидродинамическом сопротивлении коммуникаций) зависит от Л, то, следовательно, от вида изотермы П(/1) существенным образом зависит также и кинетика массообменных процессов в реальных мерзлых пористых телах. [c.108]

Адсорбент[,1 представляют собой пористые тела с сильно развитой поверхностью. Иаиболее распространенными адсорбентами являются активироваипы уголь, силикагель, алюмогель, отбеливающие земли и алюмосиликаты. Наконец, сравнительно недавно ноянился иовы[т вид вь[Сокоэффективных адсорбентов — цеолиты или так называемые молекулярные сита, представляющие собой алюмосиликаты натрия или кальция с регулируемым размером пор. [c.256]

Условие при менимости для случая твердого пористого тела [c.65]

Барам А. А. Исследование процесса извлечения веществ из пористых тел в миогофазньрс системах в поле механических колебаний Автореферат дис.. .. канД. техн. наук.— Л ЛТИ, 1963.— 15 с. [c.185]

Повидимому здесь имеют место одновременно и действие поверхности и капиллярные явления. Поверхность пористых тел привлекает и удерживает мопомолекулярный слой газов или паров, между тем как в капиллярных промежутках конденсируются пары углеводородов. В результате адсорбция паров протекает более энергично, нежели газов, потому что последние, находясь при температуре значительно более высокой, чем йх критическая температура, подвергаются только действию иоверхпости. [c.143]

В зависимости от способа приготовления алюмосиликатные катализаторы могут быть тонкопористыми, широкопористыми и со смешанной структурой. Нормально приготовленные алюиоси шкатные катализаторы — это пористые тела с широко развитой внутренней поверхностью, составляющей до 600 на 1 г катализатора. У катализаторов работает не только внешняя поверхность гранулы, но и (в основном) внутренняя поверхность пор, поэтому чем больше удельная поверхность, тем активнее катализатор. [c.17]

В 1.15 отмечалось наличие значительных градиентов тей пературы внутри зерен пористого катализатора, возникающих за счет теплоты реакции. Перепад температур между поверхностью и центром зерна может быть легко вычислен, как это было показано Прейтером (30]. Пусть i — концентрация реагек-та в некоторой точке пористого тела и г — скорость потребления реагента в этой точке, отнесенная к единице объема. Составим материальный баланс [c.183]

Отражено современное состояние исследований свойств воды в дисперсных материалах и пористых телах (природные дисперсные системы, продукты химической технологии, биологические объекты). Изучение структуры и свойств воды в тонких слоях, пленках и порах имеет важное прикладное значение (при получении адсорбентов, катализаторов, наполнителей для композиционных материалов, создании стабилизаторов буровых растворов для управления флотацией и капиллярной пропиткой, а также прочностью горных пород и процессами структурообра-зования в пористых телах). [c.2]

Разрушение граничных слоев воды происходит также и при повышении температуры, когда тепловое движение размывает упорядоченную под влиянием гидрофильной поверхности сетку водородных связей. На рис. 1.3 показана температурная зависимость вязкости воды в тонких гидрофильных капиллярах (кривые / и 2) в сравнении с температурной зависимостью вязкости объемной воды (пунктир). При повышении температуры до 65—70 °С отличия вязкости от объемных значений перестают ощушаться, что означает резкое уменьшение толщины граничных слоев. Как было показано ранее, при этом прекращается также термоосмос воды в тонких порах [23] и заметно растет (из-за снижения вязкости) скорость фильтрации воды в пористых телах и мембранах [18, 20]. [c.10]

До сих пор рассматривалось состояние воды, заполняющей пористое тело полностью. При неполном насыщении вода заполняет поры частично, что приводит к образованию пленок, менисков и появлению капиллярного давления. В этой связи возникает вопрос о поверхностном натяжении и кривизне менисков, их равновесии со смачивающими пленками. Толщина смачивающих пленок определяется изотермой их расклинивающего давления, отличающейся от изотермы П(/г) плоских прослоек между твердыми поверхностями тем, что одна из поверхностей смачивающих иленок граничит с газовой фазой. Таким образом, смачиваюп ая пленка воды представляет собой резко несимметричную систему. [c.16]

В состоянии равновесия расклинивающее давление пленки равно перепаду капиллярного давления на мениске П = Р, , что и позволяет определить зависимость толщины пленок от состояния заполнения пористого тела и кривизны поверхности менисков IRrn. Как известно, Рк = с1Ят, где а — поверхностное натяжение мениска. [c.17]

Начнем рассмотрение процессов массопереноса с простейшего случая однокомпонентной жидкости в тонкой прослойке между незаряженными твердыми поверхностями. Здесь следует учитывать только один эффект, а именно — изменение структуры граничных слоев воды. При течении под действием градиента давления это приводит к необходимости учета послойного распределения вязкости по толщине прослойки г)(х). Если вид этой функции известен, то, решая уравнения Навье — Стокса, легко получить соответствующие выражения для скорости течения и потока в плоской щели или капилляре. В случае гидрофильных пористых тел это приводит к снижению коэффициентов фильтрации, а в случае гидрофобных — к их увеличению. [c.20]

Полученные для пористых стекол значения коэффициентов термоосмоса при комнатной температуре составляют х = — ч-10 см /с. Они близки к значениям полученным для мембран и глин. Хотя всем этим пористым телам в контакте с водой присущ поверхностный заряд, его влияние не проявляется заметным образом в силу того, что для воды в тонких порах (/ <10 нм) х/"<С1. Как известно, в этом случае электрокинети-ческие эффекты заметно не проявляются. [c.22]

Рассмотренная модель заполнения льдом единичной щелевой поры (рис. 6.5) легко обобщается на другой важный случай, отвечающий массообмену между талой и мерзлой зонами пористого тела (например, грунта). Для перехода к этому случаю достаточно принять для одной из прослоек следующие условия П2 = Р2—Ро = 0 Т2 = То. Этим условиям отвечает реальная ситуация, показанная на рис. 6.6. Здесь температура То отделяет талую зону / от расположенной выше зоны /I, где линзы льда сосуществуют с незамерзающими прослойками при ТсТо. Поскольку толщина линз мала ло сравнению с расстоянием от линзы до талой зоны, можно считать температуру ограничивающих данную линзу прослоек одинаковой. Это позволяет рассчитать процессы массообмена между талой и мерзлой зонами, используя записанное применительно к данному случаю уравнение (6.5) [c.108]