Капли образование, теория

Сначала капля под действием кинетической энергии сплошной среда вытягивается в цилиндр. Растяжение капли сопровождается увеличением ее поверхности с соответствующим повышением запаса поверхностной энергии. Капля становится неустойчивой и при достижении определенного соотношения между диаметром и длиной (по теории капиллярности при I > 3,14d п) распадается на две (иногда и больше, с образованием очень мелких капель)-капли меньших диаметров. Диаметры образующихся капель-всегда отличаются друг от друга, так как при образовании капель одинаковых размеров их поверхность будет наибольшей по отношению к поверхности цилиндра, т. е. имеет место самый неблагоприятный с энергетической точки зрения случай деления. В этом заключается одна из причин полидисперсности получаемых эмульсий. [c.59]

Различные аспекты нестабильности Рэлея — Тейлора были экспериментально изучены многими исследователями. Многократно проверены в различных условиях нелинейность волн возмущения, стабильность при ускорении в одном направлении и нестабильность при ускорении в противоположном направлении. Однако обстоятельных работ по приложению этой теории к проблеме образования эмульсий не проведено. О достигнутых в этом направлении результатах сообщено в обзоре Гопала (1963). Приведенные выше теоретические расчеты не могут быть использованы непосредственно для промышленного производства эмульсий, так как во всех случаях необходимо учитывать рекомбинацию частиц. Кроме того, ускорения изменяются от места к месту и с течением времени, так что обязательно будут образовываться капли различных размеров. Поэтому нужен, такой расчет, где были бы использованы законы статистики. [c.34]

Митчел [22 ] ввел в диффузионную камеру Каца подложку в виде капли гексадекана и таким образом впервые измерил критическое пересыщение при выделении водяных капель на жидкой подложке. При этом было найдено критическое пересыщение 1п Se = 0,0145. Это значение намного ниже того, которое должно было бы иметь место, если бы соблюдалась теория Фольмера. Последнее вычисляется на основе данных о поверхностных натяжениях вода/воздух, гексадекан/воздух и гексадекан/вода. Используя формулу Фольмера / = Л ехр (—A kT) при А = Ю и / = 1 и формулу (31) для работы образования двояковыпуклой линзообразной капли-зародыша Ль получаем, что без учета к [c.277]

При построении количественной теории образования трехмерных и двумерных зародышей в процессе электрокристаллизации металлов М. Фольмер и Т. Эрдей-Груз исходили из представлений о механизме возникновения новой фазы из пересыщенных раствора или пара, согласно которым работа образования зародыша новой фазы тем меньше, чем меньше его размеры. Однако с уменьшением размеров зародыша возрастает химический потенциал слагающего его компонента, поскольку при малых размерах зародыша относительно велико число поверхностных атомов, обладающих повышенной энергией. При образовании новой фазы в равновесных условиях химические потенциалы каждого компонента в обеих фазах должны быть равны. Для выполнения этого условия необходимо повысить химический потенциал компонента в материнской фазе, что достигается при пересыщении раствора или пара по данному компоненту. Пересыщение — главная особенность процесса образования новой фазы. Степень пересыщения и размеры элемента новой фазы, который при этом может возникнуть и служит зародышем для роста больших кристаллов или капель, оказываются взаимосвязанными. Так, при образовании капель жидкости из пересыщенного пара радиус г капли определяется соотношением Томпсона [c.328]

В этой главе рассматривается устойчивое горение двух жидких компонентов топлива — окислителя и горючего — в камере сгорания ракетного двигателя, завершающееся образованием горячих газообразных продуктов истечения. После феноменологического описания процесса уделено внимание горению одиночной капли, на котором базируется теория горения распыленного топлива в камере сгорания, и, наконец, дается анализ всего процесса с представлением соответствующих вычислительных моделей. [c.142]

Штакельберг [19, 59] в вопросе о причинах возникновения максимумов первого рода придерживается теории Фрумкина, кроме случая образования отрицательных максимумов. Для поддержания движения поверхности ртути необходимо все время сохранять разность плотности зарядов на шейке капли и в ее нижней части. При возникновении положительных максимумов эта разность плотности зарядов удерживается самопроизвольно и даже увеличивается, так как к шейке капли подается свежий раствор, богатый деполяризатором, что обусловливает уменьшение поляризации шейки по отношению к нижней части капли, куда подходит уже частично обедненный раствор. Однако в случае отрицательных максимумов подача свежего раствора к нижней части капли, наоборот, приводит к выравниванию разности потенциалов вдоль поверхности электрода. Для объяснения того, что тангенциальное движение в этом случае все же сохраняется, Штакельберг [19, 59] предположил, что увеличение плотности тока на шейке капли происходит вследствие того, что первый, наиболее подвижный и наиболее обедненный деполяризатором слой раствора переносится движущейся поверхностью ртути от нижней части капли к ее шейке, где в результате этого переноса увеличивается градиент концентрации дс дх)х=о- Этот процесс может протекать до тех пор, пока концентрация деполяризатора около нижней части капли отлична от нуля как только происходит падение его концентрации до нуля, разность потенциалов вдоль поверхности капли выравнивается и ток максимума уменьшается до значения предельного тока. Поэтому в случае отрицательных максимумов тангенциальное движение электролита достигает наибольшей скорости в области значения потенциала полуволны, когда изменение градиента концентрации около шейки капли является наибольшим. [c.420]

Предложена теория согласно которой при движении капли поверхностно-активное вещество смывается в ее кормовую часть, приводя к образованию градиента граничного натяжения вдоль поверхности капли. Градиент граничного натяжения препятствует движению поверхности, вследствие чего поведение капли становится подобным поведению твердой сферы. Если массопередача через различные участки поверхности раздела фаз происходит с различными скоростями (как в случае движущейся капли), вдоль поверхности раздела могут образовываться градиенты концентраций и соответственно градиенты граничного (межфазового) натяжения. [c.202]

Были определены границы метастабильности для пересыщенного водяного пара при двух температурах и то же для некоторых других паров при одной температуре. В первую очередь следовало измерить зависимость числа капелек от пересыщения и сопоставить ее с теорией. Среди других авторов такого рода измерения проводил Л. Андреи [93]. Возрастание числа зародышей с пересыщением оказалось меньшим, чем следовало из теории, если расчет экспериментального пересыщения проводить в предположении, что как количеством конденсируемого пара, так и. количеством освобождаемого при конденсации тепла можно пренебречь. Последнее было бы верно в том случае, если бы рост капли до размеров видимого образования требовал большего времени, чем длительность адиабатического охлаждения, что, как можно показать простым расчетом, не имеет места. Отсюда следует, что величины пересыщений в так называемой точке росы, [c.126]

Процесс образования центров конденсации при переходе вещества из парообразного состояния в жидкое рассмотрен Фольмером и Вебером и Беккером и Дерингом которые считают, что этот процесс состоит из ряда бимолекулярных ступеней, ведущих к образованию сгустков, которые в то же время могут уменьшаться в размере вследствие потери отдельных молекул. Отсюда частота образования центров конденсации — не что иное, как скорость образования центров конденсации критического размера при столкновении сгустков с отдельными молекулами. Фольмер и Вебер предположили, что концентрация сгустков соответствует некоторому состоянию равновесия однако Беккер и Деринг улучшили эту теорию, предположив, что возникает не равновесное, а стационарное состояние. Следовательно, центры конденсации критического размера быстро растут и образуют капли, тогда как концентрация, соответствующая стационарному состоянию, значительно ниже той, которая должна была бы соответствовать равновесному состоянию. [c.153]

Теория количественного полярографического анализа. Рассмотрим процессы, происходящие на поверхности капли и в слое около поверхности. На поверхности капли при достижении необходимого потенциала происходит разряд ионов. Образовавшийся металл растворяется в ртути, образуя амальгаму. Если в растворе были, например, ионы цинка, то при достижении потенциала —0,97 в начинается выделение атомов цинка на поверхности капли и образование амальгамы. Теперь ионы цинка из раствора вследствие диффузии начнут поступать в приэлектродный слой. Этот процесс диффузии обусловливает, как упоминалось выше, возникновение предельного диффузионного тока, дающего полярографическую волну на вольт-амперной кривой. Рассматривая процесс диффузии ионов к непрерывно растущей ртутной капле, Илькович вывел уравнение для величины диффузионного тока. Вывод этого уравнения ввиду его сложности не приводится. [c.444]

Теория образования капли [c.73]

При изучении стабильности эмульсий типа м/в в зависимости от концентрации электролита выяснилось, что в соответствии с теорией Дерягина — Овербека — Фервея увеличение концентрации вызывает уменьшение радиуса действия электростатических сил и толщины жидких пленок между двумя каплями. Равновесная толщина их при этом устанавливается при равенстве дисперсионных сил притяжения и электростатических сил отталкивания. Сближение двух эмульсионных капель до равновесной толщины протекает постепенно только до определенной концентрации электролита. При некоторой же толщине, которая зависит от состава системы, дальнейшее ее изменение происходит скачкообразно [1—4]. В результате этого скачкообразного утоньшения прослойки в присутствии оптимального количества ПАВ и возникают так называемые черные пленки, которые препятствуют коалесценции капель. Если концентрация ПАВ недостаточна для образования черных пленок, то как раз при указанной толщине пленки наступает разрыв жидкой пленки и капли коалесцируют. [c.263]

Полное время жизни капли топлива может быть получено при суммировании времени, необходимого для прогрева капли до равновесной температуры, и времени ее испарения (горения) при достижении равновесной температуры. Как известно, время испарения (для топлив, сгорающих без образования коксового остатка, если не учитывать кинетическое сопротивление, оно равнозначно времени выгорания) может быть определено по диффузионной теории горения единичной капли, предложенной в 1945 г. Г. А. Варшавским. Теория применима для горения (испарения) [c.357]

Во всех ранее обсужденных теориях, относящихся к процессу флокуляции — дефлокуляции, свойства потока рассмотрены в зависимости от образования связей и явлений разрушения или агрегации. Кригер и Догерти (1959) основывали свою интерпретацию на допущении, что в результате концентрационных флуктуаций, вызванных броуновским движением, в какой-то промежуток времени некоторые капли будут разделены расстоянием, меньшнм чем диаметр одной капли. Связи между каплями не устанавливаются. Вместо этого [c.238]

Не описывая подробно эту и последующие работы (Зандер и Дамкёлер, 1943 г. Кларк и Родебуш, 1953 г.), отметим лишь, что они удовлетворительно подтверждают теорию. Разумеется, очень важно, чтобы в системе предварительно пе было никаких центров конденсации, на которых, как мы увидим далее, капли образовывались бы гораздо легче. Такая очистка легко осуществляется в камере Вильсона путем многократной конденсации при этом все конденсационные ядра, имеющиеся в газовой фазе, постепенно осаждаются, а критическое пересыщение, при котором начинается образование новой фазы, возрастает. Когда последнее достигает своего максимального значения, которое уже не меняется при повторной конденсации, можно считать, что очистка системы достигнута и налицо процесс фазообразования без участия конденсационных ядер. [c.98]

Теория фазообразования в паре в присутствии ионов была разработана Томсоном в 1906 г., а после него Томфоро.м и Фольмером в 1938 г. Чтобы понять ее физический смысл, представим себе сферическую каплю жидкости, проводящей электрический ток. Если на такую каплю попадает ион, то его заряд распределяется по ее поверхности. Это приводит к понижению поверхностного натяжения, а вместе с ним и работы образования зародыша. [c.98]

Иногда вследствие увеличения предельного тока на поляро-граммах появляются максимумы и пики , сильно искажающие форму нормальной кривой. Явление возникновения максимумов состоит в том, что при отсутствии в растворе поверхностно активных веществ на полярограмме получается резкий скачок в силе тока (полярографический максимум) и только при даль-нейщем увеличении потенциала катода высота волны падает до нормальной величины. Следует отметить, что Гейровский дал неправильную теорию максимумов. Только после опубликования работы А. Н. Фрумкина (1934 г.), в которой была высказана новая теория максимумов и были проведены чрезвычайно изящные и наглядные опыты, подтверждающие эту теорию, этот раздел полярографии получил прочную теоретическую основу и с тех пор продолжает развиваться силами почти исключительно советских ученых. Было показано, что причиной увеличения предельного тока является движение ртутной капли, вызывающее размещивание раствора и поэтому уменьшающее толщины диффузного слоя. В результате возрастает диффузия разряжающихся ионов к капельному электроду. Как указывает Б. Н. Кабанов, движение поверхности ртути может вызываться двумя причинами во-первых, образованием капли при вытекании струи ртути из капилляра, во-вторых, неравномерной поляризацией капли, приводяш,ей к тому, что в разных точках капли получается различное поверхностное натяжение. Изменение поверхностного натяжения связано со взаимным отталкиванием ионов двойного слоя, растущим с увеличением заряда двойного слоя. Максимумы могут подавляться добавкой веществ, адсорбирующихся на поверхности электрода (желатина, агар-агара, метилового красного и др.). [c.293]

Термодниамическая теоряя З.в. ф., развитая Дж. Гиббсом (1876-78) и М, Фольмером (1939), учитывает уменьшение энергии системы при образовании зародыша вследствие перехода в-ва в термодина.мически более стабильное состояние и рост энергии, связанный с о азованнем пов-сти раздела И. ф.-Н.ф. При гомогенном образовании сферич. зародыша радиуса г (капля, пузырьки) прн постоянных давлении и т-ре из.менениг своб. энергии Гнббса Д G равно [c.163]

Опытное подтверждение теория получила в ряде работ. В частности, обращенное правило Гарди—Шульце было подтверждено Чер-нобережским с сотр. [23]. Строго количественное сопоставление теории с экспериментом затруднено в основном сложностью определения эффективного потенциала поверхности частиц. В этом отношении представляют интерес модельные опыты, в которых изучались условия слипания двух капель ртути, поляризованных до различных потенциалов [24], а также капель ртути и стекла [25]. Расклинивающее давление прослойки электролита между стеклом и поляризованной каплей ртути было исследовано в [26]. Теория гетерокоагуляции проверялась и получила подтверждение также путем изучения прилипания дисперсных частиц к вращающемуся диску [27]. Теория юмо- и гетерокоагуляции в своей совокупности объяснила явление групповой коагуляции, при которой образующиеся агрегаты содержат частицы только одного рода, но не содержат частиц разной природы. В этом случае возможны три разные критические концентрации, две из которых отвечают порогам коагуляции каждого из золей, находящихся в смеси, а третья — образованию агрегатов из неодинаковых частиц. [c.286]

По мнению авторов [94, 125] все приведенные предпосылки и теории являются в принципе правильными. Каждый из рассмотренных механизмов в зависимости от конкретных свойств объектов сушки и условий тепло- и массообмена с окружающей средой вносит свой вклад в формо- и структурообразование частиц при сушке капель жидких материалов. В частности, не вызывает сомнений внедрение пузырьков воздуха в капельки в момент распыления жидкости. После образования твердофазного поверхностного слоя в нем действуют одновременно силы, обусловленные внутренним испарением и раздуванием оболочки (по Маршаллу) и продавливанием корки внутрь частицы (по Томану). Если количество тепла, подводимого к капле от газа, равно количеству тепла, отводимого от капли с испаряющейся влагой (эквивалентный теплообмен), то в формировании структуры частицы будет преобладать механизм Томана. Если же количество тепла, передаваемого от газа к капле, больше количества тепла, отводимого испаряемой влагой (неэквивалентный тепломассообмен), то избыток тепла пойдет на нагрев капли и приведет к внутреннему парообразованию, нередко сопровождающемуся кипением жидкой фазы. В последнем случае давление паров при наличии плохо паропроницаемой эластичной пленки приведет к раздутию частицы, а при жесткой непористой корке - к разрушению, т.е. будет преобладать механизм Маршалла. [c.119]

Более детально кинетика экстракции и и Ри пз азотнокислых сред ТБФ в декане исследована Баумгартнером и Финстерваль-дером [28]. Опыты проводились по методу измерения начальных скоростей экстракции в единичные всплывающие или падающие капли. Кинетика экстракции описана с применением несколько модифицированной теории адсорбции Лангмюра. Предполагалось, что медленным процессом является образование промежуточного [c.408]

В предварительно заполненную аргоном колбу Кляйзена объемом 100 мл с дефлегматором высотой 10 см, снабженную капельной воронкой и капилляром, помещают 36,2 г (0,225 моля) дизтиламида дизтилфосфинистой кислоты в 50 мл абсолютного гексана. К этому раствору прибавляют по каплям 32,6 г (27 мл, 0,225 моля) свежеперегнанного хлористого бензоила при встряхивании и охлаждении холодной водой. Наблюдается саморазогревание и образование желтого осадка, который при следующем нагревании на водяной бане (70-80 0 полностью растворяется в течение 30 мин. Заменяют капельную воронку на термометр и реакционную смесь перегоняют в вакууме, собирая в охлажденный до -30 С приемник широкую.фракцию с рт.ст.) (можно перегонять при атмосферном давлении, собирая фракцию 120 150 С). Полученный продукт перегоняют вторично при атмосферном давлении (в аргоне). Получают 17,5 г (62,5% от теории) диэтилхлорфосфина с Т =130-134 С, [c.131]

Механизм такого снижения коэффициентов массоотдачи в газовой фазе по сравнению со значениями, предсказываемыми теорией конвективного массопереноса, еще не достаточно изучен. Можно предположить, что это является следствием образования на границе раздела фаз энергетического или механического барьера из адсорбированного слоя молекул растворимых или нерастворимых веществ, обладающих поверхностно-активными свойствами. Влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ), специально вносимых в жидкую фазу в небольших количествах, на скорость массопередачи исследовалось неоднократно [5]. Такое влияние в основном является негативным, однако при некоторых видах ПАВ может приводить и к ускорению массопередачи. Уменьшение скорости массопереноса при добавках ПАВ происходит не только вледствие изменения гидродинамических условий, в частности подавления циркуляции внутри капли или пузыря. Разработана модель [16], согласно которой растворимые ПАВ адсорбируются поверхностью капли или пузыря и накапливаются в кормовой ее части в количествах, достаточных для создания межфазного сопротивления или барьера. Присутствие не растворимых в воде веществ также может способствовать уменьшению скорости массопереноса. В [48] отмечается, что скорость испарения воды в пузырек падала в несколько раз, когда в воде присутствовали капельки не растворимого в ней ундекана, которые могли захватываться всплывающим пузырьком и экранировать его поверхность. Однако в настоящее время нет ответов на вопросы о том, могут ли незначительные количества ПАВ или загрязнений, содержащихся в обычных жидкостях, создать на поверхности [c.286]

А.Н. Колмогорова и другими стохастическими уравнениями (см. 7.5). Большое число работ посвящено непосредственному решению уравнений типа Фоккера — Планка численными методами. Работы этого направления выделяются в особую ветвь науки — молекулярную динамику [110, 111]. В работах Цинмайстера [112], Л.Н. Александрова [113], Б.И. Кидярова [104] и других исследователей развивается модель образования и гибели кластеров на основе теории статистической надежности, порядковых статистик [114] и теории массового обслуживания [115]. В работе И.М. Лифшица и др. [116] развивается квантовая теория фазовых превращений. Существуют статистические теории конденсации [117, 118], в которых не рассматривается равновесие между исходной фазой и зародышем. Л.Я. Щербаков и др. [цит. по 99] развивают теорию для кластеров, в которых нельзя, как в сферической капле, выделить объемную и поверхностную составляюпще термодинамического потенциала. Теория кинетики зародышеобразования из расплава разработана Тарнбаллом, Фишером [цит. по 120, 121] и др. Кинетика образования зародышей в жидких и твердых растворах изучалась в [103, 120-122], а в атмосфере — в [119]. Большой интерес представляет создание теории полиморфных превращений [110, 121]. Теория поверхностных явлений уже сформировалась как самостоятельная ветвь науки [117]. Интенсивно развивается также направление, связанное с термодинамикой необратимых процессов [97]. [c.827]

Предэкспоненциальный множитель обьино принимается пропорциональным числу молекул в единице объема исходной фазы N. Чтобы учесть неравновес-ность процесса, в теории Фольмера и Вебера вводится неравновесный фактор Съ связывающий неравновесную функцию/и) с равновесной ( ), т. е. Ди) = ( ). Если через Г2 обозначить скорость перехода капли через критический размер, то частота образования зародышей будет равна [c.827]

Стабилизацию пламени в струе дизельного топлива изучали Хоттель, Мэй, Уильямс и Маддокс [11]. Хоттель и Мэй предложили механизм стабилизации пламени, основанный в случае горения газообразных смесей на образовании вспомогательного пламени в первичной вихревой зоне. Эта теория согласуется с данными по влиянию размера капли, скорости потока, диаметра стержня и независимо контролируемой температуры стержня, а также с данными, полученными на стабилизирующих стержнях с внещними ребрами или с внутренней керамической изоляцией. Мэй [12] изучал также влияние летучести топлива, используя смеси пропана и дизельного топлива для создания аналогов топлив с различным давлением паров. В результате добавления пропана достигается увеличение максимальной скорости устойчивого горения и значительно расширяются пределы устойчивости в области богатых смесей. [c.287]

Эта зависимость имеет важное значение только при очень маленьких радиусах капель. В частности, ее следует учитывать в теории образования зародышей при оценке избыточной поверхностной энергии кластеров (см. разд. У1П-2). Общий недостаток уравнений типа (П-21) заключается в следующем при их выводе, по существу безмодельном и полузмпирическом, капля рассматривается как непрерывная среда, хотя рассматриваемое влияние становится значительным только тогда, когда кривизна капли становится соизмеримой с молекулярными размерами. [c.49]

Разногласия по поводу крупных центров и небольших центров приводят к проблеме большого или малого порядка зависимости скорости образования центров кристаллизации от пересыщения. Если образование центров является процессом высокого порядка (пропорционально, например, С то он будет происходить только в том случае, если местная концентрация превысит критическую. В другом случае рост кристаллов может начаться на посторонних центрах. Чтобы подчеркнуть значение посторонних центров, Тернбулл приводит такой факт часто маленькие капли жидкости или водных растворов могут быть переохлаждены значительнее, чем большие количества тех же жидкостей это происходит потому, что наличие даже одного постороннего центра в небольшой капле жидкости мало вероятно. Казалось бы, на основе тщательного изучения формы кривой электропроводности в период роста кристаллов можно сделать четкое заключение о механизме кристаллизации. Однако обе теории сходятся на том, что в течение индукционного периода происходит медленный рост зародышей и что в конце этого периода значительная часть свободных ионов из раствора исчезает, [c.156]

Хотя этот метод полустатичен, но при условии, что скорость образования пузьфьков и капель соответствует скорости формирования адсорбционных слоев и что цри этом, следовательно, достигается истинное равновесие, он дает возможность измерять равновесные, статические значения поверхностного и межфазного натяжений. Е цинственное условие для получения точных результатов, накладываемое теорией метода, заключается в требова1.. и, чтобы диаметр капли был достаточно мал. [c.98]

Следует упомянуть, что процесс непосредственного сажеобра-зования в углеводородных пламенах некоторые исследователи объясняют капельной теорией сгорания [22]. Свободные углеводородные радикалы в процессе гидрогенизации и конденсации образуют вначале простые, затем более сложные высокомолекулярные полициклические ароматические соединения с низким давлением насыщенных паров даже в условиях пламени. Такие полициклические соединения формируются внутри капли топлива в виДе ядра, которое по мере испарения оболочки дегидрируется с образованием сажевой частицы. [c.309]

Дальней1лие работы по медленному сгоранию топлива повидимому подтверждают эту теорию . Тем1пературы первоначального воопламенения ряда органических жидкостей были определены пропусканием смеси паров и воздуха через стеклянную трубку, температуру которой можно было постепенно повышать. Было за.мечено, что ядра в форме росы или ту.мана всегда предшествовали или сопровождали начальные стадии окисления. Продукты реакции состояли из воды, двуокиси углерода, альдегида или кислоты и следов активного кислорода . Детонация и присутствие активного кислорода делались заметнее вьфаженными, если горючее вдувалось в трубку в виде мельчайших брызг это явление указывает на образование органических перекисей в ядерных каплях. Небольшое количество перекиси не было само по себе достаточным для того, чтобы вызвать детонацию, однако перекись действовала как запал, вызывающий одновременное воспламенение капель. Добавление антидетонаторов, таких как тетраэтилсвинец, [c.1051]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология