Перемешивание, влияние на кристаллизацию

На скорость кристаллизации оказывает влияние ряд факторов степень пересыщения раствора, его температура, образование зародышей кристаллов, интенсивность перемешивания, наличие примесей и др. [c.634]

В послевоенный период на кафедре сварочного производства развивались исследования по теории сварочных процессов (в том числе по изучению электрической сварочной дуги, разработке и изучению керамических флюсов, по свариваемости металлов и изучению природы и механизма образования трещин и хрупкого разрушения сварных соединений), технологии сварки и наплавки, газопламенной обработки, деформаций и напряжений при сварке, изучению влияния электромагнитного перемешивания расплава сварочной ванны на процесс кристаллизации и свойства металла шва, разработке и совершенствованию сварочного оборудования. [c.22]

Скорость вращения суспензии при кристаллизации (в результате механического воздействия мешалки) является одним из важнейших факторов, определяющих размер получаемых кристаллов (см. также гл. 9). Обработка данных (табл. 4.7) для одной и той же мешалки [128] с учетом Уо, Л и фа показывает, что уменьшение размеров кристаллов при усилении перемешивания наблюдается для тех веществ, которые в растворе характеризуются меньшим коэффициентом активности, а твердая соль — большим структурным показателем. Кроме того, значение фц становится больше, а Ата, наоборот, уменьшается. При исследовании влияния перемешивания на кристаллизацию до сих пор уделяли внимание главным образом частоте вращения мешалки, без учета указанных физико-химических характеристик раствора и твердого вещества. Согласно [202], имеется взаимосвязь между линейной скоростью роста кристалла, интенсивностью перемешивания и рядом таких физических характеристик раствора и растущего кристалла, как коэффициент диффузии О, вязкость т), плотность раствора рр и твердой фазы р. . [c.110]

Технологические процессы получения изделий из кристаллизующихся полимеров (литье, формование и т. п.) включает большое число операций, связанных с плавлением (растворением), перемешиванием, отверждением (кристаллизацией) и другими обработками, которые оказывают влияние на надмолекулярную структуру (НМС) системы и могут характеризоваться суммой различных надмолекулярных переходов. [c.7]

Росс [151] в качестве критерия правильности обработки кривых выбрал зависимость определяемого экстраполяцией гиперболы значения Го от степени чистоты анализируемого вещества. Б результате исследования нескольких сотен кривых им было установлено, что только использование участка кристаллизации, лежащего в пределах от 10 до 30% кристаллической фазы, позволяет получать значения Го, не зависящие от степени чистоты анализируемого вещества. Верхний предел (точка Ё на кривой кристаллизации рис. 11) определяется необходимостью достижения минимального отношения поверхности кристаллов к объ-/ему жидкой фазы, при котором возможно термодинамическое равновесие. Нижний предел доли кристаллической фазы определяется увеличением энергии перемешивания. Влияние других эффектов, таких как изменение теплоемкости и теплопроводности в процессе кристаллизации, очень трудно теоретически оценить. [c.50]

Влияние перемешивания на кристаллизацию. Кристаллизация является процессом, противоположным растворению твердых веществ. Вещество при кристаллизации переходит из раствора в твердую фазу. Рост кристаллов протекает под влиянием трех причин [c.197]

Опишем процесс массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы с учетом контактного вторичного зародышеобразования. Контактное зародышеобразование [30, 33, 38—41] осуществляется посредством маточных кристаллов, если они сталкиваются с другой поверхностью, которой может быть поверхность других кристаллов или стенок кристаллизатора и мешалки. Контактное зародышеобразование вызывает у исследователей значительный интерес, так как вклад его в образование кристаллов наибольший среди всех других видов зародышеобразования [35, 33, 39]. В опубликованных исследованиях для этого типа зародышеобразования контакт достигался или скольжением кристалла вдоль наклонной стеклянной поверхности, погруженной в пересыщенный раствор того же самого вещества [30], или столкновением с мешалкой, или же контрольным ударным контактом между кристаллической затравкой и прутком, сделанными из различных материалов [33, 40]. Существует непосредственная корреляция между числом образовавшихся зародышей и энергией удара при постоянной площади соприкосновения. Авторы работ [33, 42] отмечают сильную зависимость скорости контактного зародышеобразования от пересыщения и предлагают объяснение этого механизма новые центры образуются в жидкой фазе около кристалла или происходят из затравочного кристалла в результате истирания при соударении, при котором от поверхности кристалла откалываются маленькие кусочки, но выживают и получают право на дальнейший рост только те, размер которых больше критического для данного пересыщения. Изучению влияния на контактное зародышеобразование размеров затравочных кристаллов и интенсивности перемешивания посвящены работы [40, 43]. [c.47]

Проведенные исследования подтверждают гипотезы, положенные в основу модели кристаллизации (3.250) —(3.254), (3.255) — (3.257) 1) рост кристаллов происходит в диффузионной области из-за сильного влияния перемешивания 2) вторичные центры образуются за счет истирания кристаллов несущей фазы в зависимости от критерия Вебера 3) явления дробления и агрегации отсутствуют. [c.314]

Скорость образования зародышей может быть увеличена путем повышения температуры, перемешивания раствора, внешних механических воздействий (встряхивание, удары, трение и др.). Большое влияние на процесс образования зародышей могут также оказывать шероховатость стенок кристаллизатора, материал мешалки, присутствие в растворе твердых тел с большой поверхностью (ленты, нити и др.) Закономерности процесса образования зародышей при промышленной кристаллизации устанавливают по практическим данным. [c.635]

Размер кристаллов. Более крупные кристаллы получаются при медленном их росте и наибольших степенях пересыщения раствора. Существенное влияние на размер кристаллов оказывает перемешивание раствора. С одной стороны, интенсивное движение раствора облегчает диффузионный перенос вещества к граням кристаллов, способствуя их росту, с другой стороны, вызывает образование зародышей, т. е. накопление мелких кристаллов. Таким образом, перемешивание раствора порождает два противоположных явления. Нахождение оптимальной скорости движения раствора, определяющей желаемое соотношение между производительностью кристаллизатора и требуемыми размерами кристаллов, является одной из важнейших задач рациональной организации процесса массовой кристаллизации. Для ряда кристаллизуемых веществ эти соотношения найдены экспериментально. [c.636]

В последнее время развивается специальная группа приемов осаждения — гомогенное осаждение, или, правильнее, метод возникаюш их реактивов. Принцип этого метода заключается в том, что осадитель вводится в скрытой форме , чаще всего в виде органического соединения, которое медленно распадается в растворе. Таким образом, ионы осадителя медленно образуются и равномерно распределяются во всем объеме раствора. Концентрация этих ионов во время формирования осадка мала, механическое перемешивание отсутствует, поэтому скорость образования центров кристаллизации уменьшается. Эти условия способствуют росту отдельных кристаллов. В то же время уменьшается влияние внутренней адсорбции, и осадок захватывает меньше примесей. Методу возникающих реактивов посвящено много статей и монографий . [c.80]

Влияние на размер кристаллов изменения продолжительности кристаллизации, т. е. времени снятия пересыщения, ири интенсивном перемешивании оказывается менее существенным. Превалирует влияние перемешивания, приводящего к уменьшению размера кристаллов. Однако, комбинируя определенные скорости снятия пересыщения и интенсивность перемешивания, можно достигать больших скоростей кристаллизации без значительного уменьшения размеров образующихся кристаллов. [c.249]

Для улучшения очистки нужно максимально приблизить величину эффективного коэффициента к равновесному. Для этого по возможности уменьшают скорость кристаллизации (скорость движения зоны или скорость вытягивания) и усиливают перемешивание расплава, из-за чего уменьшается толщина диффузионного слоя. В реальных условиях на процессе отделения какой-либо примеси оказывают влияние другие компоненты. При выращивании монокристаллов наблюдается зависимость коэффициента распределения от кристаллографического направления. Подробнее кристаллофизические методы разобраны в [106—109]. [c.202]

На практике, однако, равновесие обычно не достигается, т.к. на степень разделения оказывают влияние скорость кристаллизации, интенсивность перемешивания р-ра или расплава, величина захвата маточной жидкости кристаллами. концентрация смеси и др. Поэтому концентрация осн, [c.524]

При высоких степенях пересыщения раствора существует обратная зависимость, и получаются мелкие кристаллы (образование кристаллов опережает их рост). Поэтому на 1-й ступени кристаллизации размер кристаллов всегда меньше, чем на 2-й. На размер кристаллов оказывает влияние также длительность пребывания сырья в кристаллизаторе при более длительном — размер кристаллов увеличивается. Кроме того, средний размер кристаллов определяется также типом кристаллизационного оборудования, интенсивностью перемешивания раствора, температурным градиентом, вязкостью жидкой фазы и другими параметрами. Влияние этих факторов практически не изучено. Опыт промышленной эксплуатации показывает, что на 1-й ступени при применении скребковых кристаллизаторов средний размер кристаллов составляет 0,07-0,1мм. На 2-й ступени кристаллизации он больше и составляет 0,2 мм. В результате охлаждения исходной гомогенной смеси в кристаллизаторах получают две фазы жидкую и твердую, которые разделяют на специальных аппаратах. В производстве обычно используют центрифуги и в некоторых случаях вакуум-фильтры. [c.171]

На скорость роста, совершенство формы и размеры кристаллов, кроме физико-химических свойств кристаллизующегося вещества, оказывают большое влияние степень и скорость пересыщения раствора, интенсивность его перемешивания, наличие растворимых примесей и температура кристаллизации. [c.687]

И. В. Коршунов и Ю. С. Поликарпов [32] сделали попытку экспериментально изучить влияние ультразвука на соосаждение микропримеси при кристаллизации макрокомпонента из пересыщенного раствора. Результаты опытов показывают, что при облучении ультразвуком пересыщенного раствора коэффициент О близок к значению, полученному методом изотермического снятия пересыщения при перемешивании, но истинное равновесие между твердой и жидкой фазами устанавливается не в течение нескольких десятков часов, а нескольких минут. Авторы объясняют роль ультразвука в ускорении достижения равновесия в искусственном диспергировании твердой фазы. [c.7]

Кинетика процесса кристаллизации. Скорость кристаллизации определяется рядом факторов, среди которых степень пересыщения раствора, температура, интенсивность перемешивания, наличие поверхностей, примеси и др. Указанные факторы влияют на механизм протекания процесса. Сложность учета влияния различных факторов заключается в том, что процесс возникновения кристаллических зародышей и рост иэ них кристаллов протекают одновременно. [c.345]

Характер движения дисперсной фазы при этом может быть самым различным в зависимости от интенсивности перемешивания дисперсной системы и конструктивных особенностей аппарата. Однако структура математической модели кристаллизации в однородных дисперсных системах не будет зависеть от характера движения дисперсной фазы, который оказывает непосредственное влияние только на величины кинетических параметров изучаемого процесса (/, ti(o), Dv и т. д.). [c.152]

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]

Образование центров кристаллизации в результате истирания кристаллов, находящихся в растворе. При сильном перемешивании кристаллизующейся жидкости от кристаллов могут отламываться небольшие куски дробление кристаллов может также происходить в результате растрескивания под влиянием нагрева. Куски и обломки кристаллов быстро восстанавливают свою первоначальную форму, оказываясь таким образом центрами кристаллизации, [c.587]

Опыты по кристаллизации гипса из растворов хлористого магния, образующихся из растворов хлористого кальция и сульфата магния, имели целью изучение влияния пересыщения, температуры в перемешивания на скорость выпадения гипса в условиях, применительных к процессу получения хлормагниевых щелоков из морской воды. [c.128]

В монографии изложены общие теоретические представления об образовании и свойствах пересыщенных растворов. Приведены сведения об основных понятиях о пересыщении я переохлаждении, методах получения и очистки пересыщенных растворов и их свойствах. Описываются зависимости, характеризующие предельные пересыщения и переохлаждения, и даются сведения о влиянии на них и на степень устойчивости пересыщенных растворов вообще различных факторов (пересыщение, температура, содержание примесей, интенсивность перемешивания и т. п.). Рассмотрены различные взгляды на природу пересыщенных растворов и обсуждены их характеристики с точки зрения общей теории кристаллизации из растворов. В приложении содержится сводка данных о предельных пересыщениях и переохлаждениях растворов, полученных различными авторами. Библ. — 13-4 назв., рис. — 40, табл. — 26. [c.2]

Нормальная направленная кристаллизация — процесс постепенного затвердевания расплавленного образца с одного конца. Практически кристаллизацию осуществляют при медленном погружении контейнера (пробирки) с расплавом в охлаждаемую зону при поддержании постоянной температуры расплава (на 5— 10 град выше температуры плавления вещества), при этом полезно тщательное перемешивание расплава. Следует обращать серьезное внимание на стандартизацию процесса кристаллизации. В этом отношении некоторые преимущества перед вертикальным способом имеет горизонтальный, который исключает влияние конвекционных потоков воздуха, препятствующих поддержанию постоянной температуры расплава. В установке для горизонтальной направленной кристаллизации веществ [364] образец, заключенный в ампулу, вращается со скоростью до 700 об/мт вокруг горизонтальной оси с целью перемешивания расплава и формирования торцевой поверхности слитка. [c.260]

Вопрос о влиянии исходного кремнийсодержащего сырья на результаты процесса кристаллизации цеолитов мало исследован. Литературный обзор [1] показывает, что более или менее систематично изучено лишь влияние природы кремнийсодержащего вещества на результаты процесса кристаллизации морденита при высоких давлениях. Были синтезированы фожазиты на основе силиката натрия и кремнезоля [2, 3]. Однако приведенные данные относятся к разным условиям кристаллизации, и поэтому их трудно сопоставить. Кроме того, показано, что природа кремнийсодержащего сырья оказывает существенное влияние на оптимальный химический состав исходного щелочного силикаалюмогеля, его устойчивость при нагревании и перемешивании, скорость кристаллизации, состав и адсорбционную емкость низкокремнеземного фожазита — цеолита X. [c.51]

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]

Явления агрегирования и измельчения тпердой фазы, а также процессы ее рекристаллизации зависят п значительной мере от иЕ тенсивности перемешивания раствора в процессе кристаллизации. От этого зависит также скорость образования кристаллических зародышей и роста кристаллов. Преимущеетвеиное влияние того или ииого фактора в сложных явлениях выделения твердой фазы из растворов зависит от метода и условий проведении процесса кристаллизации. [c.94]

Теоретический анализ работы кристаллизаторов с горизонтальным погружным барабаном применительно к процессу кристаллизации солей из водных растворов приведен в работе [123]. В работах [122—124] экспериментально исследовано влияние различных факторов (продолжительности пребывания раствора в аппарате, скорости вращения барабана, температуры охлаждения и др.) на качество получаемого кристаллического продукта и интенсивность теплоотдачи от кристаллизующейся смеси к поверхности барабана. Установлено, что коэффициент теплоотдачи составляет 400—500 Вт/(м2-К). При этом разность между температурами кристаллизующейся смеси и хладоагента составляет около 4°С. Для обеспечения хорошего качества получаемого кристаллического продукта достаточна продолжительность пребывания раствора в аппарате порядка 2 ч. Установлено, что при очистке 2п(ЫОз)г перекристаллиза-цпей его из водного раствора окружная скорость вращения барабана для предотвращения инкрустации его поверхности должна быть не менее 2 м/с. Вопрос о мощности, затрачиваемой на вращение барабана и на перемешивание кристаллизующейся смеси лопастной мешалкой, был рассмотрен в работах [121, 123]. [c.111]

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]

Установлено, что межфазовая диффузия, или массоперенос, является важной стадией, определяющей скорость движения комплексообразующих агентов к центру кристаллизации в объеме водной фазы мочевины. Во многих случаях межфазовые нленки между масляной фазой и водным раствором мочевины могут оказывать решающее влияние на скорость образования комплексов , особенно в начальной стадии реакции. В системах с растворами к-парафина или жирной кислоты в бензоле или в другом инертном растворителе реакция с мочевиной протекает только в водном растворе. Различные наблюдения показывают, что для образования зародышей кристаллов и их роста необходимо проникновение гостевого реагента из масляной фазы в водную, содержащую мочевину. Можно показать, что незначительное количество мочевины растворимо в углеводородном слое, это делает возможным протекание реакции в данной фазе. В результате исследований было установлено, что силы в межфазо-вом пограничном слое достаточны для ориентации мочевины противоположно по сравнению с расположением ее в комплексе , т. е. для предотвращения образования аддукта в этой области. Наблюдения под микроскопом показали, что кристаллы комплекса растут исключительно в водном слое вблизи поверхности. Энергичное перемешивание снособствует образованию очень большой межфазо-вой поверхности, возрастанию скорости массопереноса и образованию центров кристаллизации. [c.483]

Более четко влияние рассмотренных факторов выявляется при построении зависимостей /(АТ) (рис. 30, 31). Так, скорость зарождения центров кристаллизации уменьшается не только с возрастанием перегрева, но и о уменьшением скорости охлаждения расплава (кривые -4—4—5 на рис. 30). Это соответствует общей теории кинетики зародышеобразования, разработанной А. Зябицким [57—59]. Однако реальная зависимость 1 АТ) имеет экстремальный вид при переохлаждениях 10—13 19— 22,5 28—33°С для 1п8Ь и 6—9 28 36—41 °С для Ое. Этот ряд температур является вполне определенным для данного вещества, не зависит в исследованных нами пределах от термической предыстории, массы, скорости охлаждения, перемешивания расплава, содержания в нем растворимых примесей (например, 8Ь в Ое) и воспроизводится на различных образцах. При использовании кварцевых тиглей по сравнению с графитовым положение максимумов незначительно сдвигается в область меньших переохлаждений (1п8Ь) (см. рис. 30). Наличие нескольких [c.89]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология