Капиллярная конденсация в цилиндрическом капилляре

Для полной оценки структурных характеристик контактных масс необходимо знать объем пор или средний радиус и распределение объема пор по размерам. Зная размеры пор, можно при заданных условиях катализа определить наличие (или отсутствие) и степень внутридиффузионного торможения, а также степень использования внутренней поверхности катализатора, величина которой обратна размерам пор. Среди множества различных методов широкое применение нашел адсорбционный метод, который основан на том, что капиллярная конденсация в узких порах происходит при давлениях, меньших, чем давление насыщенного пара адсорбата [51, 216]. Снижение давления паров над цилиндрическим столбом жидкости, находящейся в поре (капилляре) с радиусом г, выражается уравнением Кельвина [c.250]

Влияние свойств пористого слоя на скорость фильтрования нередко выражают посредством параметров, определяющих его структуру, в частности эквивалентного размера пор, пористости слоя, удельной поверхности и щероховатости частиц. С этой целью принимают идеализированные модели пористого слоя, например модель цилиндрических капилляров. Однако в настоящее время принципы построения моделей пористых сред требуют уточнения [24]. Так, следует отметить, что способы определения параметров пористых сред адсорбцией, капиллярной конденсацией, ртутной поро метрией, электронной микроскопией нередко приводят к разным результатам, причем одни параметры модели и объекта могут совпадать, а другие различаться. Использование идеализированных моделей пористых сред не способствует лучшему пониманию процесса фильтрования, а все параметры, характеризующие пористую среду, в конечном счете приходится объединять в один, находимый экспериментально параметр, называемый коэффициентом проницаемости или удельным сопротивлением. К сказанному надлежит добавить, что отмечено шесть типов укладки моно-дисперсных шарообразных частиц в слое, причем форма пор, влияющая на гидродинамику слоя, различна для разных типов укладки [39]. [c.24]

Рис. 20. Изотерма адсорбции и также, ЧТО ДЛЯ осуществления ка-капиллярной конденсации пиллярной конденсации не обязательны капилляры цилиндрической или конической формы. Роль капилляров будут играть поры соответствующего размера, любые по геометрической форме, а также и объем между частицами в порошкообразных (сыпучих) материалах в местах, прилегающих к точкам соприкосновения твердых частиц материала (в особенности при достаточно высокой степени их дисперсности).

Если же адсорбция пара происходит в цилиндрической поре, открытой с обоих концов, то шаровидный мениск при адсорбции не образуется и капиллярная конденсация начнется на вогнутом цилиндрическом мениске пленки, покрывающей стенки капилляра. [c.493]

Таким образом, давление пара над цилиндрическим мениском больше, чем над шаровидным мениском у капилляра с тем же радиусом, т. е. Рц > р. Это обстоятельство играет существенную роль при капиллярной конденсации. [c.100]

Это утверждение авторов не совсем верно. Для адсорбционной ветви капиллярная конденсация сопровождается адсорбцией, а для десорбционной ве тви испарение сопровождается десорбцией. Выбор десорбционной ветви для расчетов структуры адсорбентов обусловлен другой причиной. Как показал Коэн [10] и экспериментально доказал Жданов 8] (см. дополнительную литературу к этой главе), при наличии в адсорбенте как открытых, так и закрытых цилиндрических пор форма мениска при прямом процессе капиллярной конденсации может быть различной, от цилиндрической до сферической, и в соответствии с этим кривые зависимости упругости пара от размеров капилляра будут иметь различную форму. При обратном процессе — испарении мениск имеет только сферическую форму и для расчетов структуры можно пользоваться формулой (17), на что справедливо указывают далее авторы. Для пор, представляющих пустоты между сферическими частицами, как показал анализ Карнаухова и Киселева [6] (см. дополнительную литературу), также проще пользоваться десорбционной ветвью гистерезиса.— Прим. перев. [c.137]

Заполнение таких пор, как и в случае открытых цилиндрических, происходит при отиосительном давлении, соответствующем 2г, а опорожнение начинается при р/р , соответствующем Я, и заканчивается при относительном давлении, отвечающем радиусу г. Аналогичный гистерезис дают клинообразные капилляры с закрытыми сторонами и открытыми концами. Разница заключается лишь в том, что в случае конусообразных пор выполняется уравнение (2.31), а в случае клинообразных, подобно капиллярной конденсации в порах с прямоугольным сечением, справедливо отношение (2.32). [c.67]

Рассмотрим конденсацию пара в порах (капиллярах) произвольной формы (в отличие от прежней теории, основанной на уравнении Томсона — Кельвина и применимой строго лишь к цилиндрическим порам). Тонкий слой адсорбата на внутренней поверхности пор автор рассматривает как объемную жидкую фазу а, равновесную с фазой пара р. Применяя к этой системе общее уравнение (VI.9), автор, после ряда преобразований получает обобщенное уравнение капиллярной конденсации, не включающее геометрических параметров, связанных с размером и формой пор [c.163]

Скорость капиллярной конденсации была исследована Уошбэрном[ ]. Для пористого тела, которое можно рассматривать как совокупность очень тонких цилиндрических капилляров, оп вывел формулу [c.633]

Выделим три основных недостатка, присущих традиционным методам. Во-первых, процессы адсорбции и капиллярной конденсации рассматриваются раздельно, без учета их взаимосвязи. Во-вторых, используются чрезмерно упрощенные структурные модели, как правило системы цилиндрических капилляров или щелевидных пор. В-третьих, все безмодельные расчетные методики основаны на применении термодинамических уравнений, справедливых для обратимых равновесных процессов, в то время как процессы капиллярной конденсации и десорбции являются в мезопористых адсорбентах необратимыми, о чем свидетельствует явление капиллярного гистерезиса. [c.237]

К увеличению толщины пленки, т. е. не к увеличению, а к уменьшению радиуса г, поэтому при давлении р весь капилляр заполнится жидкостью. Изотерма капиллярной конденсации на пути адсорбции будет, как и в предыдущем случае, иметь вертикальный участок, но вследствие того, что кривизна цилиндрической поверхности меньше шаровой (при том же радиусе), вертикальный участок на изотерме будет находиться при р — рв, большем, чем рш (см. рис. XIX, 5в). После заполнения капилляра на его концах образуются шаровидные мениски, соответствующие р=рц, т. е. с той [c.494]

Диаметр капилляров неоднородной модели определяется методом капиллярной конденсации или ртутной порометрии, причем делается допущение, что изотерма сорбции или вдавливания ртути, экспериментально измеряемая в пористом теле, такова же и в представляющей его модели [64]. Из этих изотерм вычисляют кривые распределения объема и поверхности цилиндрических пор в модели по радиусам пор. Использование сорбционного метода осложняется необходимостью введения поправок на сопутствующий капиллярной конденсации адсорбционный процесс [62—66]. Экспериментальные и расчетные методы для модели цилиндрических пор многократно и детально рассмотрены, и нет надобности их описывать. [c.266]

Как уже говорилось выше, Коэлинг [30] и Коэн [29] высказали предположение, что в цилиндрическом капилляре, открытом с обоих концов, капиллярная конденсация будет происходить при более высоком относительном давлении, чем капиллярное испарение. Если пористое твердое тело содержит такие капилляры и их радиусы имеют небольшой разброс по величине, то адсорбция должна описываться изотермой типа А, более детально показанной на рис. 99. Здесь ра/ро и р<г/ро — относительные давления вдоль вертикальных участков ветвей адсорбции и десорбции соответственно. [c.198]

Капиллярная конденсация описывается обычно уравнениями Томсона, применимыми для круглых цилиндрических капилляров. В действительности, структура пор адсорбентов весьма сложна и не отвечает представлению о таких капиллярах. Кистлер, Фишер и Фримен в 1943 г. сделали важную попытку обобщить представления о капиллярной конденсации паров на поры любой формы при помощи уравнения Больцмана и получили формулу для определения поверхности адсорбционной пленки на которой начинается капиллярная конденсация. [c.186]

Одна из проблем, связанных с катализом на пористых материалах, заключается в определении среднего диаметра пор или же, что еще лучше, распределении пор по размерам. Простые методы определения общего объема пор в этом случае неприемлемы, так как если желательно определить влияние размера нор на скорости реакций, то важно знать по крайней мере средний радиус пор. Хорош1ш метод оценки величины радиусов нор базируется на том, что капиллярная конденсация в узких порах происходит при давлениях, меньших, чем давление, насыщенного пара адсорбата. Снижение давления паров над цилиндрическим столбом жидкости, находящейся в капилляре с радиусом г, выражается простым уравнением, которое можно получить, приравнивая работу, проделанную при увеличении сферической капли жидкости, к работе, затраченной при введении молекул внутрь этой капли. [c.168]

Конденсация на стенках цилиндрической поры приводит к уменьшению диаметра поры, что вызывает ее мгновенное заполнение при давлении, отвечающем началу конденсации. На концах норы образуются сферические мениски жидкости. Десорбция может начаться только при давлении, соответствую-[цем радиусам к )ивизны этих менисков, т, е. определяем1>1х уравнент ем (111.72). Таким образом, опорожнение капилляра происходит при меньшем давлении, чем его заполнение. Этим объясняется появление петли капиллярно-кот1денсацион ютг) гистерезиса. Так как реальные адсорбенты имеют поры различных форм и раз.меров, которые заполняются и опорожняются при разных давлениях, то реальные изотермы адсорбции имеют вид, показанный иа рис. 1П.11. После рассмотренного примера легко представить появление гистерезиса в бутылочных порах (порах с узким выходом). [c.164]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология