Взаимодействия межфазные

Поверхность раздела между двумя жидкостями обычно обладает положительной свободной энергией. Межфазное поверхностное натяжение на границе раздела двух жидкостей также положительно. Условием полной смешиваемости жидкостей является выполнение требования, чтобы межфазное натяжение было отрицательным или равным нулю. В таком случае молекулярные силы не будут препятствовать смешению жидкостей, так как каждая из них притягивает молекулы другой с такой же или с большей силой, чем сила, с которой каждая жидкость притягивает свои собственные поверхностные молекулы. В этом случае молекулы свободно перемещаются из одной жидкости в другую. На поверхности раздела жидкость — жидкость молекулы ориентируются таким образом, чтобы энергия их взаимодействия была максимальной [210]. [c.192]

Эффективный способ описания таких систем-макроскопический подход, основанный на физических законах сохранения для каждой отдельной фазы с учетом дополнительных членов, описывающих межфазные взаимодействия. Для их задания привлекаются различные соображения, почерпнутые из опыта. [c.253]

Наиболее простыми по устройству являются односекционные барботажные аппараты для взаимодействия газа (пара) с жидкостью, либо двух жидкостей, либо газа (жидкости) с зернистыми твердыми веществами. Эти аппараты применимы в случаях, когда для протекания процессов тепло- и массообмена и химических реакций достаточно одного контакта восходящего потока с одним слоем жидкости или твердого вещества. Для ускорения протекающих процессов эти аппараты часто снабжаются механическими, инжекционными, газлифтными, пульсационными и вибрационными перемешивающими устройствами. Они способствуют гомогенизации жидкой среды или зернистого материала, росту межфазной поверхности, а также интенсивности межфазного н внешнего массо- или теплообмена. В рассматриваемых аппаратах, работающих обычно в периодическом режиме, достигаются практически полное перемешивание барботируемой среды (жидкости) и определенная степень перемешивания газового потока. [c.15]

Уравнения (2.3) и (2.4) являются незамкнутыми. Помимо неизвестных функций р,- и щ они содержат члены Зц, 1,1 и которые не выражены через указанные функции. Поток массы характеризующий кинетику фазового пере сода, может быть определен только при совместном решении уравнений гидродинамики и уравнений тепло- и массообмена, рассмотрение которых не входит в задачу данной главы. Напротив, тензор поверхностных сил в фазах 2,- и сила межфазного взаимодействия являются чисто гидродинамическими параметрами. Их определение означает, по существу, формулировку реологических уравнений состояния для исследуемой смеси и представляет собой основную и наиболее сложную проблему при моделировании двухфазных течений. [c.60]

Объяснение этого явления может заключаться в том, что при малых скоростях фильтрации становится существенным силовое взаимодействие между твердым скелетом породы и фильтрующимся флюидом, которое может дать преобладающий вклад в фильтрационное сопротивление. При весьма малых скоростях потока сила вязкого трения пренебрежимо мала, тогда как сила межфазного взаимодействия остается при этом конечной величиной, поскольку она не зависит от скорости и определяется только свойствами контактирующих фаз. В результате такого взаимодействия нефть, содержащая поверхностно-активные компоненты, в присутствии пористого тела с развитой поверхностью образует устойчивые коллоидные растворы ( студнеобразные пленки, частично или полностью перекрывающие поры). Чтобы началось движение, нужно разрушить эту структуру, приложив некоторый перепад давления. 24 [c.24]

Основной отличительной особенностью колонных аппаратов рассматриваемого класса, как было сказано ранее, является разделение их на секции горизонтальными распределительными устройствами. В основании каждой секции имеется распределительное устройство, предназначенное для создания тесного контакта взаимодействующих потоков, т. е. максимально возможной межфазной поверхности. Эти распределительные устройства обычна называют тарелками, а колонные аппараты — тарельчатыми. [c.18]

Межфазный катализ включает образование ионных пар, в которых анион и катион довольно тесно связаны. Возможно, поэтому ассиметричное влияние хирального катиона катализатора на реакции анионов приводит к частичному разделению рацематов, т. е. к оптической индукции. Необходимым условием такого эффекта является достаточно тесное взаимодействие аниона и катиона и только в одном из нескольких возможных положений и конформаций. Высокая подвижность аниона по отношению к катиону препятствует этому эффекту. Использование с этой целью четвертичных аммониевых солей с хиральным центром в углеродном скелете, по-видимому, малоперспективно, если только анион-катионное взаимодействие не усиливается дополнительной полярной группой (например, группой ОН, способной образовывать водородную связь). Лучшими катализаторами могут быть соединения с хиральным аммонийным азотом, который с трех сторон стерически экранирован [1173, 1601]. [c.102]

Поведение реального физического процесса в данных условиях может совпадать с поведением идеального процесса, а может и не совпадать с ним. Так, при движении твердых частиц в жидкости при захлебывании наблюдается нарушение только условия стационарности. Поведение потока в данном случае может быть описано в рамках принятой нами модели идеального дисперсного потока, но с использованием нестационарных уравнений. При движении пузырей в условиях, близких к захлебыванию, в среднем поток остается стационарным (расходы фаз не изменяются), но нарушаются условия отсутствия коалесценции и монодисперсности частиц, что приводит к существенным изменениям картины течения и соответственно к кризису принятой модели идеального дисперсного потока. В частности, существенно изменяется сила межфазного взаимодействия, появляется значительная неравномерность распределения пузырей по сечению аппарата, а движение фаз, по-видимому, уже не может быть удовлетворительно описано с помощью двухскоростной модели. [c.96]

Влияние состава ингибиторов коррозии на смачивающую способность нефтепродуктов можно проследить на примере сульфонатов различных металлов. На рис. 6.11 показано изменение силы катодного тока на стальном и бронзовом электро-да в системе топлива - - электролит в присутствии сульфонатов одно- и двухвалентных металлов. Видно, что при введении в топливо сульфонатов одновалентных металлов катодный ток на части электрода, находящейся под пленкой электролита, меньще, чем при введении сульфонатов двухвалентных металлов. Это свидетельствует о лучшей смачивающей способности сульфонатов натрия и лития по сравнению с сульфонатами кальция и магния. Полученные результаты согласуются с данными исследований влияния этих же сульфонатов на изменение межфазного натяжения в системе нефтепродукт + вода. Сульфонаты одновалентных металлов довольно эффективно взаимодействуют с водой. Прирост диэлектрической проницаемости для 50%-ных бензольных растворов сульфонатов двухвалентных металлов после их контакта с дистиллированной водой значительно меньше. [c.295]

Здесь И - координата вдоль оси, направленной вертикально вверх и , и , /(, д, g - соответственно, проекции скоростей фаз, силы межфазного взаимодействия и ускорения свободного падения на эту ось. [c.64]

Остановимся теперь подробнее на методах определения реологических соотношений для составляющих силы межфазного взаимодействия и на полученных в этом направлении результатах. [c.64]

После решения этой задачи, и. вычисления интеграла в последнем выражении (2.32) находят выражение для силы межфазного взаимодействия. Составляющая этой силы, учитывающая вязкое сопротивление и зависящая от относительной скорости движения фаз, имеет вид [118] [c.72]

Силу межфазного взаимодействия представим в виде суммы двух сил силы вязкого трения и силы, связанной с воздействием присоединенных масс. Для записи первой силы используем выражение (2.48), а для записи второй - выражение (2.63) с учетом соотношения (2.65) [c.87]

При движении двухфазных систем проявляются те силы, которые были рассмотрены при анализе гидродинамических явлений, протекающих в однофазных потоках. Однако наличие двух фаз изменяет не только формы движения таких систем, но и их природу, так как решающее влияние оказывает взаимодействие между фазами. В этих случаях невозможно описать режимы обычными для однофазных потоков такими понятиями, как ламинарный , или турбулентный , поток. В отличие от однофазных потоков на границе раздела двухфазных потоков проявляются принципиально новые силы — силы межфазного поверхностного натяжения. Эти силы производят работу образования поверхности жидкости на границе ее раздела. Работа, затрачиваемая на образование 1 см поверхности, называется поверхностным натяжением и соответственно имеет размерность [c.135]

Исключим градиент давления из уравнений (2.67), подставим в полученное уравнение выражение для силы межфазного взаимодействия (2.68) с учетом формул (2.69)-(2.71) и перенесем члены, содержащие производные от скоростей, в левую часть уравнения. Тогда будем иметь [c.88]

Выражение для средней силы межфазного взаимодействия через средние значения гидродинамических переменных запишем обычным образом [c.138]

Ко второму классу относятся секционированные колонные аппараты, характеризующиеся многократным прерывистым или ступенчатым (скачкообразным) межфазным контактом. Аппараты этого класса разделены по высоте на определенное число последовательно работающих секций, основаниями которых часто являются распределительные (контактные) устройства различных конструкций (тарелки). После контакта на распределительном устройстве каждой секции взаимодействующие потоки проходят через сепарационное пространство, вновь контактируют на распределительном устройстве следующей секции, и т. д. В ряде случаев [c.13]

Выше были перечислены пять групп факторов, которые оказывают влияние на работу гетерогенного реактора. (Очевидно, что скорость и направление процессов каждой из групп зависит от скорости п направления всех остальных процессов. Однако наиболее типичной для химического реактора является взаимосвязь химических и массообменных процессов. Для того чтобы наглядно показать тесную связь химического взаимодействия и процессов межфазного переноса в гетерогенных реакторах для систем жидкость — жидкость пли жидкость — газ, рассмотрим простейшую реакцию первого порядка по переходящему компоненту в изотермическом реакторе идеального (полного) вытеснения. [c.13]

Стремление к созданию максимальной межфазной поверхности на каждой тарелке, высоких скоростей взаимодействующих потоков, устойчивой работы всего аппарата в случае возможных на практике колебаний нагрузки при достаточной простоте устройства, минимальной металлоемкости и невысоком гидравлическом сопротивлении обусловило появление множества конструкций тарелок. Этим главным конструктивным признаком и отличаются колонные аппараты, применяемые и предложенные для осуществления процессов ректификации и абсорбции. [c.19]

Пусть реакция необратима и имеет т-ът порядок по А. Тогда скорость реакции, отнесенная к единице объема массы жидкости, будет k (Л ) ", где k зависит от концентрации реагента, с которым взаимодействует А. Скорость реакции А в объеме жидкости, соответствующем единице межфазной поверхности, составит k (Л ) "/а. Средняя концентрация реагента в пленке будет не больше, чем в массе жидкости, а средняя концентрация А в пленке — меньше, чем А. Значит скорость реакции в пленке, отнесенная к единице межфазной поверхности, будет меньше чем k (Л )"". Далее, скорость реакции в пленке не может быть намного ниже, чем в массе жидкости, если реакция быстра (в используемом здесь смысле) и заметно влияет на скорость абсорбции. Таким образом [c.162]

Вторая группа факторов, определяющих степень понижения прочности твердых тел под действием активных сред, связана с условиями, в которых протекают процессы деформации и разрущения, т. е. имеет кинетический смысл. Различия в скорости разнообразных природных процессов могут быть чрезвычайно велики (интервал значений характеристического времени растянут на 20 порядков величины). Поэтому в тех случаях, когда скорость модельного процесса сильно отличается от скорости в естественных условиях, адекватность модели может быть обеспечена выбором других параметров, также не похожих на природные, и вывод о степени правдоподобия того или иного механизма возможен лишь на основе анализа некоего комбинированного критерия подобия, учитывающего межфазные взаимодействия на поверхностях раздела. [c.94]

Рассмотренные поверхностные явления обусловлены гидродинамическим воздействием потока на слой. Отрыв единичной частицы или группы частиц от межфазной поверхности в определенном диапазоне скоростей С/ энергетически невыгоден Возникаюш ие силы взаимодействия частиц относительно невелики (разумеется, много меньше межмолекулярных сил в капельной жидкости), поэтому невелико поверхностное давление, относительно высок скоростной коэффициент объемного расширения, заметна сжимаемость псевдоожиженного слоя. При высоких степенях расширения, когда частицы удалены одна от другой, силы взаимодействия (а с ними и эффективное поверхностное натяжение) резко понижены, и упомянутые выше явления вырождаются. [c.480]

Концентрации компонентов и Сз также играют роль регуляторов скорости химического взаимодействия и межфазного переноса. При этом в случае корректности уравнений вида (1.3), (1.4) можно получить квадратичные уравнения, определяющие значения концентраций с, и с , которые соответствуют стационарному протеканию процесса при конкретных значениях его параметров [c.14]

Оба исходных продукта недефицитны и дешевы, при взаимодействии их в продуктах реакции получается 7—9 % алкилсульфатов, 4—6,2 % сульфокислот, 47—53 % непрореагировавшей серной кислоты. Действие реагента в пласте отличается комплексным характером. Одной из основных причин возможного более лучшего вытеснения нефти при использовании АСС является наличие активных ПАВ типа сульфокислот и особенно водорастворимых алкилсульфатов, которые при концентрации в 2,5 % снижают межфазное натяжение на границе вода — керосин до 1 мДж/м . [c.81]

В последнее время широкое распространение получают методы механики сплошных сред для описания движения многофазных систем. В этом случае каждая фаза рассматривается как сплошная среда, характеризуемая полем скоростей и давления внутри нее. Вся система представляется в виде многоскоростного континуума взаимопроникающих сплошных сред. Тогда описание движения многофазной системы сводится к заданию условий совместного движения фаз и определению величин, описывающих межфазные взаимодействия. В [31] дается обзор работ, посвященных применению методов механики сплошных сред к многофазным системам, а в [8] приведено их дальнейшее развитие на системы, внутри которых происходит обмен энергий, импульсом и массой, а также на системы, в которых протекают химические реакции. Несмотря на всеобъемлющий характер такого подхода, он остается в большей степени теоретическим, так как предлагаемые математические описания трудно применимы при расчете реальных процессов в силу незамкнутости описания и трудностей вычислительного характера. В свою очередь, например, описание межфазного взаимодействия, поля скоростей и давлений невозможно без упрощающих допущений и проведения экспериментальных исследований. Поэтому основным подходом к описанию движения многофазных систем является получение полуэмпирических соотношений для учета влияния важнейших параметров исходя из общих теоретических закономерностей. [c.289]

Рис. 85. Последовательность развития межфазной турбулентности при абсорбции двуокиси углерода моноэтаноламином (1,01 г-моль/л). Продолжительность взаимодействия

Наиболее общую форму уравнений массопередачи с учетом взаимодействия потоков фаз можно получить, используя принципы межфазной турбулентности [28]. [c.245]

Одним из вариантов проведения неравновесной поликонденсации является использование растворов реагентов в несмещиваю-щихся жидкостях (например, диамина или дифенола в воде, дига-логенангидрида в углеводороде). При диспергировании одного раствора в другом реагенты диффундируют на границу раздела фаз, где и происходит их взаимодействие (межфазная поликонденсация). [c.216]

Соединения типа МСДА-1 резко уменьшают межфазное натяжение на границе нефтепродукт — вода, обладают удовлетворительной водовытесняющей способностью, легко взаимодействуют с водой. Следует отметить, что соли органических кислот и аминов, катионная и анионная части каторых соединены слабой водородной связью, увеличивают смачивающую способность нефтепродукта сразу же после введения присадки в среду. [c.294]

Компонент А после диффундирования через пограничную пленку со стороны газовой фазы поглощается на межфазной поверхности и диффундирует затем в глубь жидкости, причем концентрация его в жидкости уменьшается быстрее, чем при физической диффузии, поскольку он вступает в химическое взаимодействие. Из турбулентной зоны (ядра потока) подводится компонент В, который в зоне реакции диффундирует в направлении, противоположном движению компонента А. Продукт реакции Р диффундирует одновременно с компонентом А в направлении турбулентной зоны жидкости. Изменения концентраций отдельных реагентов в ходе процесса показаны на рис. УП1-11. [c.255]

Здесь /у,- - поток массы из / фазы в г фазу за счет фазовых переходов Х,- -тензор напряжения в 1-й фазе Л,,- - сила межфазного взаимодействия, отнесенная к единице объема смеси /, - вектор массовых сил, дейсгвующих в г-й фазе. [c.60]

При феноменологическом подходе структура указанных параметров постулируется на основе более или менее правдоподобных гипотез, а для нахождения коэффициентов, входящих в полученные соотношения, привлекаются экспериментальные данные. Метод осреднения дает возможность конкретнее и более обоснованно установить структуру указанных выше членов, связав их.с параметрами течения на уровне отдельных частиц (мелкомасштабного течения). Однако для того, чтобы связать эти параметры с параметрами осредненного движения фаз, приходится вводить достаточно приближенную схематизацию мелкомасштабного течения, поскольку точное определение локальных характеристик течения дисперсной смеси практически невозможно. Окончательный вид выражений для тензоров напряжений в фазах и силы межфазного взаимодействия в зависимости от способов осреднения и принятых схем мелкомасштабного течения оказывается различным. Кроме того, эти выражения могут быть получены аналитически лишь для предельньгх случаев движения дисперсной смеси, когда сплошная фаза — очень вязкая или идеальная жидкость. Поэтому в дальнейшем для определения структуры указанных выше членов будем использовать в основном феноменологический подход, привлекая лишь в некоторых случаях результаты, полученные аналитическими методами. [c.60]

Полученные уравнения сохранения принципиально не отличаются от уравнений (2.3) (2.4). Однако усреднение микроскопических" реоло гических соотношений позволяет получить конкретные выражения для среднего тензора эффективных напряжений в дисперсной смеси 2 и средней силы межфазного взаимодействия Д .д. При этом оказывается, что макроскопические реологические соотношения, получаемые [c.69]

Силы сопротивления при нестационарном движении частиц. Составляющие силы межфазного взаимодействия, учитывающие нестацио-нарность движения частиц и жидкости, исследованы значительно меньше, чем сила вязкого сопротивления. При феноменологическом подходе наиболее распространенная форма записи силы, связанной с воздействием присоединенных масс, имеет вид [c.83]

Устойчивость решений систем уравнений вертикального дисперсного потока при различных способах записи силы межфазного взаимодействия с учетом давления в твердой фазе и касательных напряжений и без него для одномерных и многомерных возмущений исследовалась в ряде работ. Вначале это было сделано применительно к движению фаз в псевдоожиженном слое [136, 179—183], а впоследствии — применительно к отстаиванию суспензий [184-186] и движению пузырьков в жидкости [187, 188]. Вьгеод, который был сделан всеми исследователями, однозначен система дает расходящиеся во времени решения, т. е. иными словами, вертикальный дисперсный поток неустойчив. [c.134]

Предположим, что каждую гидродинамическую переменную и, Р, а также силу межфазного взаимодействия Л .д можно представить в виде суммы осредненной медленно изменяющейся во времени величины и высокочастотной пульсационной составляющей (пульсации), которая [c.137]

Состояние вещества на границе раздела фаз. Все жидкости и твердые тела ограничены внешней поверхностью, на которой онн соприкасаются с фазами другого состаЕа и структуры, например, с паром, другой жидкостью или твердым телом. Свойства вещества в этой межфазной поверхности, толщиной в несколько поперечни.-ксв атомов или молекул, отличаются от свойств внутри объема фазы. Внутри объема чистого вещества в твердом, жидком илн газообразном состоянии любая молекула окружена себе подобными молекулами. В пограничном слое молекулы находятся во взаимодействии или с разным числом молекул (например, на границе жидкости или твердого тела с их паром) или с молекулами различной химической природы (иапример, на границе двух взаимно малорастворимых жидкостей). Чем больше различие в напряженности межмолекулярных сил, действующих в каждой из фйз, тем больше потенциальная энергия межфазовой поверхности, кратко называемая поверхностной энергией. [c.310]

IX-1-7. Поток жидкости по стенкам. Многие исследователи показали, что при равномерном распределении жидкости по верхнему сечению насадки однородность распределения существенно нарушается в расположенных ниже ее слоях. Значительная доля жидкости стекает вниз по стенкам колонны. Поскольку жидкость в потоке по стенкам перемешивается менее интенсивно, чем при движении по прерывистой поверхности насадочных тел, и не очень эффективно экспонируется газу, наблюдается явление байпассирования , или проскока части потока без эффективного взаимодействия, отрицательно влияющее на суммарный абсорбционный процесс. Кроме того, перемещение значительной доли жидкости в пристенный слой обедняет ею основную часть насадки, уменьшая здесь как эффективную межфазную поверхность, так и значения Поэтому нарушение равномерности потока жидкости в целом приводит к ухудшению работы колонн. [c.220]

Теперь, разобравшись с механизмом алкилирования в условиях МФК, перейдем к рассмотрению механизма генерирования дигалокарбенов. Мы тщательно изучим все факты, относящиеся к генерированию дихлоркарбена, однако полученные выводы равным образом будут применимы ко всем карбенам, образующимся при межфазных реакциях. Проведение конкурентных реакций показало, что дихлоркарбен, генерируемый при МФК, идентичен дихлоркарбену, получаемому другими методами [2, 29], и не является карбеноидом. Кроме того, можно показать, что в условиях МФК карбен СХ может, обменивая галогены, превращаться в СХг и С 2. Надо добавить, что в отличие от всех других методов генерирования дигалокарбенов при МФК реакция проходит при комнатной температуре как необратимый быстрый одностадийный процесс. В то врем как смесь трег-бутилата калия с хлороформом реагирует при —20 °С независимо от присутствия или отсутствия субстрата, а Ь1СС1з распадается обратимо даже при такой низкой температуре, как —72 °С, реакционная смесь, используемая в МФК — хлороформ/конц. МаОН/катализатор, — в том случае, когда отсутствует реактант, взаимодействующий с карбеном, сохраняет свою способность давать СС12 даже при комнатной температуре в течение нескольких дней. Поскольку между хлороформом и концентрированным раствором ЫаОО/ОгО наблюдается очень, быстрый Н/О-обмен, который происходит и без всякого катализатора, то первой стадией должно быть депротонирование на границе раздела фаз. Предположительно при этом образуется двойной слой того же типа, что и обсуждавшийся выше [c.61]

Адсорбция дифильных молекул, вероятно, сказывается различным образом на зависимости энергии пленки от ее толщины h. При больших толщйнах диполь-дипольное взаимодействие молекул должно приводить к увеличению глубины вторичного минимума i/a min. При малых значениях h, сравнимых с удвоенным размером молекул ПАВ, следует ожидать противоположного влияния адсорбционных слоев на утончение пленки, поскольку последнее связано с необходимостью переориентации диполей на одной из границ раздела фаз. Возможность заметного изменения молекулярной компоненты расклинивающего давления при адсорбции ПАВ на межфазных поверхностях подтверждается результатами расчетов, выполненных уже сравнительно давно [551] в соответствии с микроскопической теорией молекулярного взаимодействия конденсированных сред и, более строго, в работе [550] на основе макроскопической теории. Такие изменения особенно значительны при значениях h порядка нескольких нанометров. [c.209]

Наряду с химическим взаимодействием в реакторе протекает ряд физических процессов. Одна из фаз диспергируется в другой фазе. В процессе дисиергпрования и относительного движения фзз происходит формирование структуры двухфазного слоя и поверхности фазового контакта. Происходит межфазный обмен веществом и энергией. Обмен энергией осуществляется не только между двумя движущимися фазами, но и с конструктивными деталями реактора, которые оказывают возде1 1Ствие на механизм и скорость физических [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология