Капли энергия образования, потери

При распылении жидкостей энергия главным образом затрачивается на а) образование новой поверхности, б) преодоление сил вязкости при изменении формы жидкости и в) потери, обусловленные неэффективной передачей энергии жидкости Энергия, необходимая для образования новой поверхности при разделении жидкости на капли радиусом г, равна Зу/гр на 1 г Для капечь воды диаметром 1 мк это составляет 0,43 дж (или 0,1 кал) Кроме того, требуется еще некоторое (вероятно, небольшое) добавочное количество энергии, обусловленное тем обстоятельством, что создавае мая в процессе распыления жидкости поверхность больше конечной поверхности образовавшихся капель Процесс образования капель протекает очень быстро, порой в течение нескольких микро секунд При этом скорость деформации жидкости очень ве тика и количество энергии, затрачиваемой на преодоление сил вязкости, должно быть значительным Если предположить, что вязкая жидкость вытягивается в тонкую нитку или пленку, которая распадается затем под действием поверхностного натяжения, образуя капли со средним диаметром равным толщине нити, то можно рассчитать минимальную работу необходимую для изменения формы жидкости По Монку , это можно сделать, приняв, что жидкость входит в широкий конец конической переходной области, равно мерно ускоряется в ней и покидает ее в виде нити Минимальная энергия, рассеиваемая в единице объема жидкости, равна [c.44]

Естественно ожидать, что в быстрых процессах динамические свойства будут иметь большее значение, чем равновесные. В качестве примера рассмотрим мощность, необходимую для образования эмульсии. Допустим, что масло (межфазное натяжение а = 1 дин/см) должно быть заэмульгировано со скоростью —500 л/ч. Если капли имеют радиус порядка 1 мкм, то мощность, которая требуется для образования новой поверхности, составит 5-10 л. с. В более ранней литературе такие расчеты нередки, хотя в действительности требуется мощность порядка 2 л. с. Расхождение обусловлено пренебрежением работой, затрачиваемой на приведение жидкости в движение во время эмульгирования. Используя некоторые простые модели для описания процесса образования эмульсий, можно вычислить потери мощности на преодоление вязкости (Монк, 1952 Субрама-ньям, 1966). Эта величина оценивается от 0,1 до 10 л. с., что соответствует опытным данным. Таким образом, в большинстве случаев процесс разрыва поверхности, по-видимому, вызван явлениями, происходящими в жидкой фазе, с учетом электрических и диффузионных факторов. Объяснение механизма действия облегчается при использовании термодинамических параметров, таких как поверхностная энергия. Природа и концентрация компонентов оказывают косвенное влияние, как и природа поверхности и вязко-эластичные свойства. [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология