Ультразвук в процессах перемешивания

Следует отметить, что в процессе длительной конверсии константа превращения уменьшается из-за отсутствия перемешивания. Скорость конверсии резко увеличивается (на несколько порядков) при адсорбции на твердых поверхностях, поэтому многие твердые вещества (активный уголь, оксиды металлов и т. п.) могут служить катализаторами этой реакции. Скорость конверсии сильно зависит от способа обработки поверхности катализатора и характера использованного катализатора, наличия примесей и от других факторов. Например, продолжительность половинной конверсии на различных адсорбентах типа квасцов изменялась для водорода от 400 до 7400 с. Процесс орто-пара-конверсии может быть ускорен ультразвуком, магнитным полем [321, 397]. [c.214]

На скорость роста и форму кристаллов оказывают большое влияние механическое перемешивание, вибрация и ультразвук. При перемешивании резко уменьшается неоднородность концентрации и температуры в расплаве. Одновременно понижается толщина пограничного слоя на поверхности кристаллов, что приводит к интенсификации тепло- и массообменных процессов. Механическое перемешивание устраняет вредное влияние тепловых и концентрационных потоков на форму кристаллов, обеспечивая практически одинаковые условия роста всех граней. Все это способствует увеличению скорости роста, а также получению более однородных по форме и структуре кристаллов. [c.78]

Воздействие ультразвука на химические, в том числе и корро-зионны. процессы, связано не только с чрезвычайно сильным перемешиванием жидкой среды (особенно в режиме кавитации), но и с активацией молекул под воздействием кавитации и возникающих перепадов температуры и давления. Какую-то роль при этом могут играть и электрические явления. [c.368]

Всевозможные механические воздействия (перемешивание, встряхивание, вибрация, ультразвук и т. п.), как правило, увеличивают скорости хл з и Ол, что обусловлено интенсификацией тепло- и массообмена в системе, понижением диффузионного сопротивления на границе раздела фаз. В ряде случаев механические воздействия вызывают диспергирование частиц нерастворимых примесей и возникающих кристаллических образований, что существенно облегчает дальнейший процесс образования кристаллов. В последнем случае происходит так называемое вторичное зародышеобразование. [c.43]

Воздействие ультразвука на электрохимические процессы, включающие и процессы электрохимической коррозии металлов, складывается из целого ряда эффектов 1) перемешивания, которое устраняет концентрационную поляризацию 2) активационного воздействия на реагирующие частицы и внедрения их в двойной электрический слой (изменение состояния ионных атмосфер и гидратации частиц, преимущественная ориентация ионов и молекул) 3) влияния на переход электронов (за счет возбуждения [c.368]

Поэтому для ускорения процесса разрушения эмульсии ее наряду с отстоем одновременно подвергают и другим мерам воздействия, направленным на укрупнение капель воды, увеличение разности плотностей, снижение вязкости нефти. Основными мерами являются подогрев эмульсии (термообработка) введение в нее деэмульгатора (химическая обработка) применение электрического поля (электрообработка). Существуют и другие меры воздействия на эмульсию, например перемешивание, вибрация, обработка ультразвуком, фильтрация, способствующие в основном укрупнению капелек воды. [c.34]

В последнее время много внимания уделяется исследованию влияния ультразвука на катодный процесс электроосаждения металлов., В основном это влияние сводится к интенсивному переме-щиванию электролита около катода, что позволяет получать компактные осадки при таких высоких плотностях тока, при которых без перемешивания или даже при перемешивании другими способами образуются гидроокиси или губчатые осадки. [c.349]

Механическая деструкция протекает также при размоле и вальцевании полимеров, при интенсивном перемешивании их растворов скоростными мешалками. Полимеры деструктируются под действием ультразвука, при замораживании в водной среде, а также при деформации изделий в процессе эксплуатации. [c.296]

Использование упругих механических колебаний, в частности в химической технологии, является весьма перспективным во многих случаях оно обеспечивает исключительно высокую интенсивность технологического процесса, не достижимую с помощью таких широко распространенных методов, как механическое перемешивание, применение высоких температур и давлений и т. п. Поэтому проблема применения ультразвука в процессах химической технологии заслуживает серьезного внимания. [c.5]

В практических условиях, однако, чаще всего приходится иметь дело с разнообразными сочетаниями различных процессов, например измельчения и перемешивания, перемешивания и растворения, охлаждения и кристаллизации, т. е. с сочетаниями механических процессов с процессами тепло- и массообмена. В то же время озвучивание среды интенсивными акустическими колебаниями бывает связано с одновременным возникновением в ней различных гидродинамических, тепловых и других явлений (высокие ускорения частиц, кавитация, повышение температуры и др.) - Сочетание некоторых из них, в частности перемешивающего и термического действия ультразвука, может оказаться нежелательным. Однако в ряде случаев оно может быть использовано для более эффективного воздействия на процесс или для одновременного воздействия на направление и скорость двух или нескольких процессов, протекающих в озвучиваемой среде. Эти обстоятельства выдвигают дополнительные серьезные задачи, связанные с управлением комплексным влиянием ультразвука на отдельные процессы и на совокупность одновременно протекающих процессов. [c.91]

Измельчение, вальцевание, быстрое перемешивание, гомогенизация, осуществляемая на различных установках (лабораторных или промышленных), криолиз, обработка ультразвуком, а также другие методы физико-механической переработки высокополимерных соединений (пластмасс, синтетических волокон, пищевых продуктов, силикатов, каучуков и т. д.) широко используются в производстве макромолекулярных соединений с целью получения новых продуктов, характеризующихся более широким набором свойств и отвечающих более разнообразным потребностям техники. Некоторые из этих процессов имеют большое значение для биохимии, медицины и биологии. [c.279]

Из уравнений (ХП1-26) и (ХП1-35) следует, что предельная плотность тока изменяется линейно с концентрацией электролита, ионы которого участвуют в электродной реакции. Поэтому казалось бы, что для интенсификации процесса целесообразно применять возможно более концентрированные растворы. В действительности же для каждого отдельного случая следует выбирать некоторую оптимальную концентрацию, так как образование насыщенного раствора вблизи анода и вызванные этим нежелательные эффекты наступают тем раньше, чем выше концентрация раствора. Предельная плотность тока растет параллельно с коэффициентом диффузии. Повысить его для данного электролита можно увеличением температуры раствора. Предельную плотность тока можно также увеличить за счет более интенсивного движения электролита, что создается циркуляцией или механическим перемешиванием. В настоящее время в электрохимической практике стали успешно применять ультразвук, наложение которого увеличивает предельную плотность тока в десятки и даже сотни раз. Положительное действие ультразвука связано со значительным сокращением толщины диффузионного слоя б. [c.308]

Но вернемся к интенсифицирующему воздействию ультразвука и звука. Экспериментально было установлено, что ультразвук частотой 18,8 кГц позволяет в 2—3 раза (по сравнению с растворением при механическом перемешивании) ускорить процесс выщелачивания меди из измельченной руды. [c.176]

Ультразвуковые колонны. Применение ультразвука — наиболее новый прием перемешивания и диспергирования фаз в процессе [c.478]

Общепринятым является мнение [207], что ультразвуковые колебания способствуют ускорению процессов электроосаждения металлов в основном за счет перемешивания прикатодного слоя и повышения скорости подачи реагирующих ионов к поверхности катода. Этим, в частности, и следует объяснять влияние ультразвуке [c.40]

Однако сопоставление данных, приведенных на рис. 6 и 10, показывает, что перемешивающее действие ультразвука выражено значительно слабее, чем вращающегося электрода, который уже при скорости вращения 10 об/сек ускоряет электродный процесс приблизительно в 8 раз. Эффективность влияния акустического перемешивания уменьшается с ростом отрицательно величины потенциала катода и приближением к зоне предельного тока. [c.41]

Как указано выше, примененная интенсивность ультразвука дает возможность повысить величину предельного тока диффузии примерно на 80%. Поэтому полученные результаты дают основание считать, что эффективность влияния ультразвука на скорость процесса выделения кадмия из цианистого электролита не может быть обусловлена только перемешиванием раствора под действием ультразвукового поля. Основной причиной ускорения процес- [c.71]

Применение перемешивания не рекомендуется, так как оно приводит к ускоренной карбонизации щелочи. Более перспективным способом интенсификации процесса следует считать применение ультразвука, который способствует активированию поверхности катода и значительно повышает величину предельного тока. [c.223]

Как правило, того же эффекта, достигаемого за счет повышения концентрации вещества в растворе с применением растворителя, можно добиться путем интенсивного перемешивания раствора, эмульгирования ультразвуком и другими физическими приемами. Этим путям всегда следует отдавать предпочтение. Применение дополнительных растворителей можно рекомендовать только в случае крайней необходимости, которая диктуется природой процесса. [c.92]

Единственный выход из создавшегося положения — интенсивное перемешивание. Интересные результаты могут быть получены при перемешивании с помощью ультразвука. Для этого в электролизер помещают специальные ультразвуковые генераторы это позволяет создать интенсивное перемешивание и облегчить подвод реагирующего вещества к поверхности анода. Применение ультразвука повышает скорость процесса окисления манганата в 10— 15 раз, что проявляется в соответствующем увеличении анодной плотности тока. [c.73]

Механизм влияния ультразвука на электродные процессы при осаждении металлов связан, по-видимому, с чрезвычайно сильным перемешиванием прикатодного слоя. [c.139]

В процессе формирования структурированных НДС путем самона-полнения развивающейся ДФ серьезную проблему представляет также управление кинетической (седиментационной) устойчивостью этой системы в аспекте как повышения, так и понижения ее в зависимости от типа решаемой технологической задачи. Так, если поставлена задача формирования коагуляционной структуры по всему объему конденсированной системы без ее расслоения на макрофазы (подсистемы), необходимо обеспечивать ее высокую седиментационную устойчивость до такой степени само-наполнения ДФ, при которой между ее частицами возникают силы сцепления с формированием пространственной коагуляционной структуры по всему объему системы, обеспечивающие структурно-механическую прочность, достаточную для противостояния разрушающему воздействию теплового движения, конвективных потоков и внешних энергетических воздействий (возмущения, создаваемые непрерывным вводом в реактор газо-парового потока сырья, теплоносителя и турбулизатора, механическим перемешиванием, ультразвуком, вибрацией и т.д.). Пути решения этой задачи могут быть разными обеспечение высокой агрегативной устойчивости [c.109]

Деэмульсация — разрушение нефтяных эмульсий — лежит в основе процессов подготовки нефти к переработке— обезвоживания и обессоливания. При обезвоживании разрушают природную эмульсию нефти с водой, а при обессоливании — искусственно созданную, которая образуется при смешении нефти с промывочной пресной водой. При разрушении нефтяных эмульсий глобулы воды, сталкиваясь, образуют более крупные капли, которые осаждаются в виде сплошной водной фазы. Чтобы ускорить и облегчить слияние глобул, нужно увеличить возможность их столкновения. Этого достигают разными способами интенсивным перемешиванием в смесителях, центрифугированием, фильтрацией, подогревом, с помощью ультразвука, воздействием электрического поля. Однако для слияния капель, как мы уже говорили ранее, мало одного столкновения.— нужно уменьшить механическую прочность адсорбцгюнного поверхностного слоя, что достигается добавлением деэмульгаторов. [c.239]

Реализуемые в У. а. нелинейные эффекты инициируют и ускоряют окислит.-восстановит., электрохим., цепные, с участием макромолекул и др. р-ции. Акустич. колебания оказывают значит, влияние также на течение мех., гидромех., тепловых и массообменных процессов хим. технологии. При этом воздействие упругих волн м. б. различным стимулирующим, если ультразщтс - движущая сила процесса (напр., диспергирование, коагуляция аэрозолей, очистка твердых пов-стей, распьшивание, эмульгирование) интенсифицирующим, если ультразвук лишь увеличивает скорость процесса (напр., кристаллизация, получение чистых полупроводниковых материалов, перемешивание, растворение, сорбция, сушка, травление, экстракция, электрохим. осаждение металлов) оптимизирующим, если ультразвук только упорядочивает течение процесса (напр., фанулирование, центрифугирование). Кроме того, У. а. применяют также для дегазации (напр., р-ров смол, расплавов стекла), металлизации и пайки материалов, сварки металлов и полимеров, размерной мех. обработки хрупких и твердых материалов и т. д. [c.35]

Н. Н. Долгополов, В, М. Фридман, Н. М. Караваев [73, 741 набутюдали за растворением монокристалла КдГе(С]Ч)в при механическом перемешивании и в условиях ультразвука. Воздействие ультразвука (1200 кГц, 8 Вт/см ) ускоряло процесс на 30—40% больше, чем механическое перемешивание. Установлено также влияние ультразвуковых колебаний на процессы диффузионного [c.219]

Более высокая степень интенсификации была достигнута прп использовании ультразвука в условиях диффузии сквозь пленки. Желатиновая пленка толщиной 0,015 см первоначально разделяла раствор гипосульфита от дистиллированной воды. Через 15 мин после начала процесса при воздействии ультразвука иродиффундп-ровало на 35% больше гипосульфита, чем в условиях интенсивного перемешивания. [c.220]

Как известно, экстракционный процесс может быть ускорен различными способами, в том числе, такими традиционными, как нагревание жидкости или перемешивание. Ультразвуковая обработка вызывает эффекты нагревания и перемешивания. Из этого, однако, не следует, что ультразвуковой излучатель целесообразно использовать как нагреватель или перемешивающее устройство для этих целей выгодно применять более дешевые средства. Рентабельность применения ультразвуковых колебаний связана с использованием присущих им специфических свойств в данной гетерогенной системе. Оценка специфических воздействий ультразвука на кинетику диффузионных процессов в гетерогенных системах лежит в основе фундаментальной работы А. В. Кортнева [110]. [c.220]

Под действием сдвиговых напряжений происходит перераспределение макромолекулярных цепей, а их центральная часть ориентируется в направлении действия механических напряжений при достижении критического значения последних происходит разрыв цепей. На рис. 63 поведение механически нагруженных полимеров в растворе (быстрое перемешивание, продавли-вание через капилляры, течение через щели малых размеров, действие ультразвука и т. п.) схематически сравнивается с поведением пластифицированных полимеров. Из подобного представления процесса и описанных в специальной литературе экспериментальных данных вытекает, что механическое расщепление молекул в концентрированных растворах протекает при больших значениях молекулярного веса и пониженных критических сдвиговых напряжениях. В случае гетерогенных полимеров разрываются преимущественно более длинные цепи. При действии на полимер постоянного сдвигового напряжения процесс деструкции развивается до момента полного разрыва всех неразорвавшихся связей, в результате чего появляются макромолекулярные фрагменты критической длины. Исследование положения отдельных цепей показало, что их можно разложить до фрагментов, длина которых равна длине фрагментов, полученных при каждом акте разрыва (т. е. больших, чем фрагменты критической длины). [c.107]

Переменные электрические поля, магнитные поля, ультразвук, радиоактивное излучение в большинстве случаев вызывали значительное сокращение времени индукционных периодов, а следовательно, и устойчивости растворов. Но в отдельных случаях наблюдалась и обратная картина. Например, в работе Горского и Башуна [17], изучавших влияние переменного электрического поля па кристаллизацию пересыщенных растворов виннокаменной кислоты, было установлено, что в зависимости от температуры поле увеличивает или снижает стабильность. Опыты проводились при напряжении 700 в и частоте 1500 гц нри одной и той же исходной концентрации растворов. Оказалось, что при 40° С поле ускоряет появление центров кристаллизации, а при 20° замедляет. Дело, конечно, в данном случае не только в температуре, но и в исходном пересыщении. Оно было разным при различных температурах в связи с соответствующим изменением растворимости. Не разбирая здесь механизма влияния полей, который пока слабо изучен, подчеркнем еще раз факт влияния. Он указывает на связь устойчивости пересыщенных растворов с механизмом процесса зародышеобразования. Подробное рассмотрение его является делом сложным и входит в задачу специальной монографии. Сам же факт наличия связи очень важен с точки зрения раскрытия природы пересыщенных растворов. Механизм влияния полей, конечно, различен. Б его основе могут лежать как изменение структуры раствора, так и явления, сходные с его перемешиванием или механическим воздействием вообще. Все это, разумеется, требует детального исследования с учетом особенностей поведения метастабильных фаз. Но практическое использование отмеченных в.лияиий возможно и на данной стадии изученности. Особенно это относится к пересыщенным растворам труднорастворимых веществ, операции с которыми накладывают отпечаток на ряд технологических процессов. [c.75]

Процесс получения высокочистых продуктов методом противоточной фракционной кристаллизации изучен в [27-34]. В работах показано, что при температурах, близких к температуре плавления кристалла, нельзя не учитывать диффузию примеси в твердой фазе. Диффузия твердой фазы является тем фактором, который определяет скорость протекания процесса очистки твердой фазы в колонном аппарате. В процессе очистки наблюдается рост кристаллов [31, 32]. Укрупнение кристаллов снижает эффективность процесса глубокой очистки веществ. Положительное влияние перекристаллизации в данном случае невелико, поэтому в [27, 31] пpeдJЮжeнo проводить процесс в условиях, препятствующих росту кристаллов. Для борьбы с этим негативным явлением предложено проводить дробление кристаллов при помощи ультразвука [27, 29]. В то же время и продольное перемешивание [27, 30] приводит к снижению разделительной способности колонны. При этом отрицательное влияние обратного перемешивания будет сказываться тем сильнее, чем меньше размер кристаллов. Результаты данных исследований используются для колонных аппаратов небольших размеров при получении продуктов повьшден-ной химической чистоты. [c.311]

Влияние звуковых колебаний. Ультразвук нашел широкое применение для интенсификащш химикотехнологических процессов, в том числе и процессов экстрагирования [97-102]. Распространение звуковых волн в обрабатываемой среде происходит путем ее периодического разрежения и сжатия с частотой, соответствующей частоте колебаний звуковых волн, и амплитудой разрежения, равной амплитуде сжатия. Обработка среды ультразвуком сопровождается эффектами ее перемешивания, нагрева и кавшации — образования, пульсации и схлопывания ансамбля кавитационных пузырьков. Основной вклад в интенсификацию процесса экстрагирования вносит кавитация. Она возникает при некотором пороговом значении интенсивности звука. Затем число стационарных кавитационных пузьфьков и энергия схлопывання единичных пузырьков растет вплоть до 0,6-0,8 Вт/м , после чего эффективность расходуемой энерпш падает. Эю связано с образованием паровых пузырьков большого размера, не успевающих схлопываться в период сжатия. [c.498]

Повышением интенсивности перемешивания процесс можно перевести из диффузионной области в кинетическую, и тогда общая скорость процесса будет равна скорости химического взаимодействия. Особенно эффективно на гетерогенные процессы влияет применение ультразвука [130]. Труднонитруемые вещества, реагируют главным образом в кислотном слое, в органическом же слое скорость реакции весьма мала (например, для нитробензола скорость нитрования в органическом слое в 10 раз меньше, чем в минеральном [131]). Меньшая скорость реакции в органическом слое объясняется тем, что в этот слой переходит главным образом азотная кислота [129], которая, как известно, при отсутствии серной кислоты обладает меньшей нитрующей способностью. [c.67]

С целью проверки, в какой степени применяемая интенсивность ультразвука оказывает воздейств е на скорость диффузионных процессов только путем перемешивания прикатодного слоя, нрове-дено измерение катодной поляризации медного электрода в растворе 0,6 М КзРе(С1Ч)80,6М К4Ре(СК)в. Опыты показали, что под действием ультразвука предельный диффузионный ток ионов Fe( N)6 повышается примерно на 80%. [c.41]

Если учесть, что примененная нами интенсивность ультразвука повышает скорость диффузионных процессов примерно на 80% [248], становится очевидным, что значительное ускорение катодного процесса под влиянием этого фактора в зоне предельного тока не может быть обусловлено только перемешиванием раствора. По-видимому, основной причиной повышения скорости выделения цинка в данном случае является активирующее влияние ультразвуковых колебаний на поверхность катода. Последние, очевидно, разрушают пассивирующую пленку, образующуюся из соединений типа Мезг(СК)у(ОН)г и покрывающую отдельные участки электрода. Вследствие этого увеличивается активная поверхность катода. Активирующее действие ультразвука особенно сь ль- [c.81]

В настоящее время механизм воздействия ультразвука на химические и электрохимические процессы выяснен недостаточно. Существует лишь ряд предположений. Очевидно, что влияние ультразвука объясняется кавитационными явлениями, интенсивным перемешиванием при этом жидкости, мгновенно меняющимися перепадами температур и давлений, электрическими явлениями, возникающими при кавитации. Некоторые авторы отмечают, что ультразвук влияет на энергию дегидратации ионов, способствует преимущественной ориентации ионов и молекул, принимающих участие в электродных реакциях, уменьшению градиента концентрации разряжающихся ионов в прика-тодном слое электролита, повышению предельного тока диффузии и в целом влияет на поляризацию электрода. Ультразвук оказывает также диспергирующее и десорбирующее действие при обработке изделий в жидкостях, что может влиять на протекание собственно электрохимической 1стадии электродного процесса. [c.103]

Четвертым фактором, который является причиной неопределенности экспериментальных данных, является трудность установления адекватных условий равновесия. Время достижения равновесия зависит от природы растворенного вещества и растворителя и меняется от системы к системе в широком диапазоне от нескольких часов до нескольких десятков дней. На практике оно определяется путем периодического отбора пробы на анализ до получения идентичных аналитических результатов в пределах погрешности метода. Одним из приемов, позволяющим с достаточно высокой точностью установить равновесие твердое-жидкость, является одновременный подход к этой границе со стороны ненасыщенных и пересышенных растворов путем постоянного увеличения и снижения температуры опытных образцов до температуры равновесия. Следует учитывать, что скорость достижения равновесия со стороны пересыщенных растворов медленнее, чем со стороны ненасыщенных. Увеличению скорости установления равновесия способствует введение перемешивания. Но помимо положительных сторон перемешивание имеет и отрицательные последствия, так как при этом всегда будет происходить истирание кристаллов, что в свою очередь приводит к увеличению растворимости (см. уравнение (7.29)) и времени растворения. Ряд авторов [53], пытаясь решить эту проблему, предлагают замену внутренней мешалки на вращение сосуда и использование периодического встряхивания, что приводит к уменьшению времени достижения равновесия. Ускорению процессов растворения труднорастворимых солей способствует также ультразвук [54]. [c.274]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология