Коагуляция градиентная

Струйно-закрученное течение газа, содержащего аэрозольные частицы, обязательно сопровождается и процессом градиентной коагуляции. Радиальный градиент скорости в струе означает наличие поперечного ускорения и смещение частицы по радиусу весьма значительно, что обусловливает ее столкновение с другими частицами и их коагуляцию. Таким образом, в высокоскоростном закрученном парогазовом потоке, движущемся в форме устойчивой струи, протекают одновременно процессы испарения и коагуляции. [c.284]

Рис. 10.5. Модель градиентной (сдвиговой) коагуляции частиц согласно

Градиентная (сдвиговая) коагуляция [c.217]

Входящее в выражение для ядро коагуляции /С(со, V), называемое иногда константой коагуляции, обусловливает частоту столкновения капель объемами со и У и может быть определено в результате исследования относительного движения двух капель под действием различных сил взаимодействия — гравитационной, гидродинамической, молекулярной. Характер гидродинамической силы зависит от структуры потока. В ламинарном потоке относительное движение капель различного размера происходит за счет гравитационного осаждения и градиента скорости несущей среды. При этом /С(со, V) определяется сечением столкновения капель и находится в результате анализа траекторий движения одной капли относительно другой [см. раздел 13.1]. В турбулентном потоке сближение капель происходит за счет хаотических пульсаций, приводящих к большему по сравнению с ламинарным потоком числу актов столкновения в единицу времени. Существуют три основных механизма, обусловливающих сближение и коагуляцию капель в турбулентном потоке инерционный, за счет различных скоростей движения отличных по размерам капель сдвиговый (градиентный), вызванный наличием сдвигового течения в окрестности рассматриваемой капли при обтекании ее пульсациями различного масштаба турбулентная диффузия, в основе которой лежит предположение об аналогии между процессом диффузии и движением капель под действием случайных турбулентных пульсаций. В разделе 13.6 показано, что применительно к рассматриваемому процессу основной вклад в скорость коагуляции капель в турбулентном потоке дает механизм турбулентной диффузии, и ядро коагуляции с учетом сил гидродинамического и молекулярного взаимодействия капель имеет вид [c.547]

Скорость градиентной коагуляции характеризуется выражением = [c.615]

Особенности структурообразования золей гидроокисей А1 и Ре, проявляющиеся в формировании крупных хлопьев, способствуют и достаточно быстрой коагуляции. Поглощение частиц загрязнений крупными хлопьями протекает значительно быстрее, чем без последних. Этому способствует режим перемешивания, приводящий к так называемой градиентной коагуляции, скорость которой пропорциональна кубу размеров хлопьев и градиенту скорости течения. [c.341]

Определяли константу коагуляции капель Ко при их движении только в одном направлении от одного электрода к другому тем же методом расчета, что и константу коагуляции в неоднородном поле. При этом градиентную силу не учитывали, так как в однородном электрическом поле она отсутствует. [c.137]

БРОУНОВСКАЯ, ГРАДИЕНТНАЯ (СДВИГОВАЯ) И ТУРБУЛЕНТНАЯ КОАГУЛЯЦИЯ [c.214]

Сравнивая уравнение (10.42) с (10.52), можно сделать вывод, что броуновская коагуляция (10.42) соответствует химической реакции второго порядка, а градиентная коагуляция (10.52) — реакции первого порядка. [c.218]

Выводы Гудзона и Харриса с сотрудниками совпадают в том, что уравнение Смолуховского для градиентной коагуляции в принципе может быть применено к случаю гидролизующихся коагулянтов [57], но причины уменьшения произведения [c.144]

Скорость градиентной коагуляции однородных частиц выражается уравнением [c.80]

Коагуляция цепочек гидроксида алюминия и глинистых частиц, покрытых гидроксидной шубой , или последних друг с другом осуществляется в результате движения частиц с различными скоростями под действием силы тяжести (гравитационная коагуляция) или в результате интенсивного перемешивания (градиентная коагуляция). Гравитационная коагуляция осуществляется в результате инерционных явлений, осаждения захватом и подтягивания частиц. Инерционные силы действуют при прямом столкновении относительно крупных (более 0,1 мкм) полидисперсных частиц. Чаще всего мелкие частицы осаждаются захватом и подтягиванием при движении по искривленным траекториям. [c.38]

Скорость градиентной коагуляции определяется по формуле [c.38]

Для осуществления процесса коагуляции частицы должны приблизиться друг к другу на такое расстояние, когда для заряженных частиц начинают действовать силы Кулона, а для нейтральных —силы Ван-дер-Ваальса, под действием которых происходит слипание частиц. Сближение частиц на такие расстояния, когда они притягиваются друг к другу и слипаются, может происходить в результате броуновского движения (молекулярно-кинетическая коагуляция), разности скоростей движения частиц разной крупности (гравитационная коагуляция), перемешивания (градиентная коагуляция). Молекулярно-кинетическая коагуляция происходит в основном между частицами малых размеров 1—3 мкм. Скорость молекулярно-кинетической коагуляции зависит от числа частиц, их размеров, диффузии и определяется из следующего уравнения [46] [c.93]

Сближение частиц на расстояние, при котором происходит их слипание, достигается при столкновениях в результате броуновского движения (молекулярно-кинетическая коагуляция), перемешивания среды (градиентная коагуляция) или направленного перемещения частиц, движущихся с различной скоростью под влиянием силы тяжести (гравитационная коагуляция). [c.140]

Формальное описание процессов турбулентной и градиентной коагуляции сходно. Однако данные, приведенные в работе [53], указывают на несостоятельность концепции турбулентной диффузии для описания коагуляции дисперсных систем в турбулентном потоке. [c.26]

Прогнозирование условий работы промышленных отстойников можно проводить, используя методы теории подобия [12]. В исследованиях моделей отстойных аппаратов при флокуляции взвешенных частиц за условие подобия осаждения в процессе градиентной коагуляции принимают соотношение [c.147]

При сохранении постоянным критерия Кэмпа ОТ градиентная коагуляция позволяет получать низкие значения градиента скорости С=10—20 С . При турбулентной коагуляции О превышает значения 100 с , что зачастую приводит к разрушению агрегатов, включающих рыхлые структуры гидроксидов металлов. Так, например, при коагуляции золя, состоящего из смеси ионов тяжелых металлов при очистке сточных вод гальванического производства в присутствии СПАВ, градиент скорости С, приводящий к уменьшению диаметра частиц при перемешивании в 2 раза, составляет 20—30 с , что является оптимумом для коагуляции большинства коллоидных систем других категорий сточных вод. [c.123]

При наличии поперечного градиента скорости газов в потоке происходит градиентная коагуляция. В качестве примера можно привести течение газов у твердой стенки. Частица, находящаяся ближе к стенке, движется с меньшей скоростью, чем частица, расположенная дальше от нее. Если при этом расстояние между ними меньше суммы их размеров, то частицы должны встретиться. [c.33]

Частицы А. размером менее 1 мкм всегда прилипают к твердым пов-стям при столкновении с ними. Столкновение частиц друг с другом при броуновском движении приводит к коагуляции А. Для монодисперсных А. со сферич. частицами скорость коагуляции и/Л= — где и-число частиц в единице объема, К-т. наз. коэф. броуновской коагуляции. В континуальном режиме К рассчитывают по ф-ле Смолуховского = 4яйрОр, в свободномолекуляр-ном-по ф-ле К = л1/2- рИрр, где Кр-средняя скорость теплового движения аэрозольных частиц, р-коэф., учитывающий влияние межмол. сил и для разл. в-в имеющий значение от 1,5 до 4. Для переходного режима точных ф-л для вычисления К не существует. Помимо броуновского движения коагуляция А. может иметь и др. причины. Т. наз. градиентная коагуляция обусловлена разностью скоростей частиц в сдвиговом потоке кинематическая-разл. скоростью движения частиц относительно среды (напр., в поле гравитации) турбулентная и акустическая-тем, что частицы разного размера сближаются и сталкиваются, будучи в разной степени увлечены пульсациями или звуковыми колебаниями среды (последние две причины существенны для инерц. частиц размером не менее 10 м). На скорость коагуляции влияет наличие электрич. заряда на частицах и внеш электрич. поля. [c.236]

Для оценки градиентной силы определим отношение констант коагуляции Кград и Ко при условии равенства напряженности у внешнего электрода коаксиальных электродов и напряженности однородного поля, т. е. Евнеш=Ео. Так как а<Сг2И<Г1 [c.137]

Имеется несколько механизмов, приводящих к сближению частиц. Первым механизмом является броуновское движение. Коагуляция в этом случае называется также перикинетической. Механизм броуновской коагуляции лежит в основе коагуляции частиц, размер которых меньше одного микрона. В основе второго механизма лежит относительное движение частиц в поле градиента скорости несущей жидкости. Эта коагуляция называется градиентной, сдвиговой, а также ортокинетической. Она характерна для частиц, размер которых превосходит один микрон. Возможна также коагуляция частиц за счет разной скорости их движения в покоящейся жидкости под действием силы тяжести (при седиментации). Такая коагуляция называется гравитационной. [c.214]

Для частиц, размер которых превышает 0,1 мкм, (р,2)(игь > (Р12)ьголл-Приведенные в зтом разделе выражения для частот столкновения в процессах броуновской, сдвиговой и турбулентной коагуляции получены без учета гидродинамического молекулярного и электростатического взаимодействий частиц. Учет этих взаимодействий значительно осложняет задачу. В частности, в коэффициентах броуновской и турбулентной диффузии необходимо учитывать гидродинамическое сопротивление частицы с учетом искажения поля скоростей, вызванного присутствием соседних частиц, а в уравнении диффузии учитывать конвективный поток за счет сил молекулярного взаимодействия частиц. В случае градиентной коагуляции в ламинарном потоке необходимо рассматривать траектории относительного движения частиц с учетом гидродинамических и молекулярных сил взаимодействия. [c.220]

В экспериментах, проводимых другими исследователями параллельно с работами Шахова и сотрудников, получены противоречивые результаты. По данным Ш,укиной [153], магнитная обработка не оказывает никакого влияния на коагуляцию суспензий каолина (200 —6000 мг/л) сернокислым алюминием и хлорным железом. Зато, как показал Дроздов [154], обработка воды в ноли-градиентном магнитном поле в присутствии РеС1з и извести привела к резкому ускорению хлопьеоб разования. Вартник и др. [155, 156] получили наилучшие результаты при омагничивании воды после образования зародышевых хлопьев коагулированной взвеси и объяснили эти результаты взаимным притяжением разноименно заряженных участков хлопьев. [c.278]

Градиентная коагуляция наблюдается в моно-и полидисперсных системах при условии, что размер некоторой части частиц превышает критический — 2—3 мкм. Перемешивание, приводящее к неравномерному движению отдельных объемов воды, обусловливает в этом случае столкновение и слипание частиц на границе макро- и микропотоков с увеличением интенсивности перемешивания скорость градиентной коагуляции возрастает. Однако по мере роста сверхмицелляр-ных агрегатов макро- и микропотоки, движущиеся с различными скоростями, усиливают неравномерные напряжения в отдельных участках структуры хлопьев, что приводит к их разрушению. Оптимальный размер хлопьев наблюдается при таком градиенте скорости, когда хлопьеобразование и разрушение хлопьев протекают с одинаковой интенсивностью (при коагуляции примесей воды 30—60 с ). Аналогично влияет и длительность перемешивания по Кэмпу и Штейну оптимальная продолжительность перемешивания определяется зависимостью а= 0 —10 , где О и / выражены соответственно в и с. [c.615]

Градиентная концентрация наблюдается в поли- и монодисперсных системах при величине частиц более 2—3 мкм. При перемешивании отдельные объемы воды движутся неравномерно, что приводит к столкновению и коагуляции частиц на границе микро- и макропотоков. Скорость градиентной коагуляции возрастает с увеличением интенсивности перемешивания. В результате движения микро- и макропотоков с различной скоростью с ростом сверхмицеллярных агрегатов (хлопьев) увеличиваются неравномерные напряжения в отдельных участках структуры хлопьев, что вызывает их разрушение. Хлопья оптимального размера образуются при одинаковых скоростях их образования и разрушения (30—60 с ) и оптимальной продолжительности перемешивания, которая по Кэмпу и Штейну определяется из выражения Ст= 10 - 10 , где Сит выражены соответственно в с и с. [c.38]

Процесс хлопьеобразования успешно протекает при медленном и равномерном перемешивании дисперсной системы, что благоприятствует агломерации мелких хлопьев в легкооседающие крупные. Особенно необходимо перемешивание при низких температурах обрабатываемой воды (ниже 5 °С). При перемешивании ускоряется рост частиц в результате их столкновений, увеличивается взаимосвязь и образуются прочные хлопья. Следует при этом иметь в виду, что перемешивание оказывает положительное влияние на хлопьеобразование в том случае, если частицы достигли определенного размера в результате броуновского движения (шарообразные агрегаты величиной 0,02 мкм и более крупные). При этом перикинетическая коагуляция переходит в область ортокинетической коагуляции в движущемся потоке (градиентное и гравитационное коагулирование). Поэтому при низких температурах необходимо обеспечить благоприятные условия для протекания перикинети-ческой коагуляции (создание требуемого щелочного резерва и введение цовышенной дозы коагулянта, введение замутнителей, подача коагулянтов повышенной концентрации или в меньший объем очищаемой воды), [c.180]

При молекулярно-кинетической коагуляции не получаются достаточно крупные хлопья, и этот процесс быстро прекращается вследствие сокращения числа частиц, на которые оказывает влияние броуновское движение, поскольку интенсивность последнего также снижается. Для завершения коагулирования и получения более крупных хлопьев используют градиентную коагуляцию (перемешивание), при которой в объеме воды образуются турбулентные потоки, микровихри, способствующие столкновению и слипанию частиц. Прочность образующихся хлопьев зависит от количества связей между макромолекулой флокулянта и твердой поверхностью частицы. Потоки, движущиеся с различными скоростями, создают неравномерные напряжения на отдельных участках структуры хлопьев, поэтому образовавшиеся хлопья могут разрушаться. С увеличением интенсивности перемешивания разрушение хлопьев усиливается. Конечный размер хлопьев зависит от соотношения скоростей их образования и разрушения [46]. Скорость градиентной коагуляции описывается уравнением [c.93]

Для интенсификации вихревой камеры хлопьеобразования цилиндрического типа исходную воду можно подавать тангенциально. В этом случае помимо поступательного движбния будет происходить и вращательное, а следовательно, возрастет количество М1икропото-ков, способствующих градиентной коагуляции. [c.95]

Градиентная коагуляция наблюдается в моно- и полидисперсных системах при условии, что размер некоторых частиц превышает критический размер 2—3 мкм. В этом случае перемешивание, приводящее к неравномерному движению отдельных объемов воды, обусловливает столкновение и слипание частиц на границе макро- и микропотоков. [c.140]

С увеличением интенсивности перемешивания скорость градиентной коагуляции возрастает. Однако по мере роста сверхмицеллярных агрегатов макро- и микропотоки, движущиеся с различными скоростями, усилива- [c.140]

Сущность второго подхода к описанию явлений агрегации состоит в том, что коагуляция и флокуляция происходят преимущественно на границах микропотоков жидкости, движущихся с различной скоростью [54]. Как известно, эта неоднородность гидродинамического поля характеризуется градиентом скорости О, методы определения которого для различных практических случаев описаны в литературе [15, 19, 38]. Зная О, можно вычислить также частоту столкновений частиц по формуле Смолуховского для градиентной коагуляции. [c.26]

При перемешивании воды с реагентами на коэффициент G накладываются ограничения, так как наряду с гомогенизацией системы вода — реагент одновременно происходит градиентная коагуляция, зависящая от значения G. В практических случаях оптимальное значение Gt определяют, исследуя зависимости n = f (т) при G = onst и n = f (G) при т = onst (rt — мутность слива). Следует отметить, что для определения оп- [c.37]

Коалесценция пузырьков происходит вследствие турбулентной и орто-кинетической коагуляции, причем последняя является результатом столкновений пузырьков разных размеров, двигающихся с различными скоростями. Б.И.Броунштейн и А.С.Железняк в своей монографии приводят теоретическое описание процесса коалесценции в предположении, что каждое соударение воздушных пузырьков заканчивается слиянием. Однако, как показывает опыт, это предположение справедливо далеко не всегда. В связи с тем, что неслияние газовых пузырьков чаще наблюдается при наличии процесса массопередачи, П.С.Прохоровым и В.Н.Яшиным,а затем А.Сми-том с сотрудниками была выдвинута градиентная теория неслияния пузырьков, объясняющая повьииение давления в водяном зазоре между пузырьками возникновением на их поверхности градиентов межфазного натяжения. Имеются, однако, экспериментальные данные, которые не укладываются в рамки чисто механической теории неслияния газовых пузырьков. Окончательные причины неслияния пузырьков при их близком к соударению взаимном расположении еще не выяснены. [c.12]

Применительно к межтарелочным пространствам основные причины столкновений — разность скоростей при сопутном движении частиц, отличающихся между собой размерами, встречное движение легких и тяжелых частиц и различие скоростей движения жидкости в различных слоях межтарелочного потока. В последнем случае при наличии поперечного градиента скорости потока может наблюдаться так называемая градиентная коагуляция. По данным Н. Н. Липатова в условиях межтарелочного пространства сепараторов градиентная коагуляция оказывает ничтожное влияние на процесс сепарирования. [c.57]

Процесс определяется числом столкновений частиц в единицу времени при влиянии гидродинамических факторов в соответствии с уравнением Смолуховского [7]. При постоянной концентрации частиц число столкновений определяется градиентом скорости О, зависящим от скорости движения жидкости в межэлектродном пространстве, газосодержания и конструктивного исполнения электрореактора. Продолжительность перемешивания определяет в основном размер и плотность образующихся агрегатов. Как правило, для коллоидных систем, коагулируемых оксигидратами металлов, применима ортокинетическая градиентная коагуляция, обеспечивающая максимальное сохранение структуры и прочности скоагу-лированных агрегатов. [c.123]

При необходимости в флотореактор может подаваться часть очищенной воды после насыщения ее воздухом под избыточным давлением. Вторым дополнительным элементом установки является гидромеханический флокулятор, установленный между флоторазделителем и отстойной частью и предназначенный для укрупнения частиц гидроксидов в режиме градиентной коагуляции. При напряжении электролиза 10—16 В. расходе электроэнергии 0,5— [c.198]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология