Жидкость течение в пористых телах

Были выполнены многие исследования течения жидкости сквозь пористые тела, состоящие из достаточно крупных твердых частиц, В качестве примера упомянем исследование течения жидкости сквозь слои зернистых материалов, состоящих из кусков угля 22,4—28,6 мм, зерен катализатора для синтеза аммиака 4—6,1 мм, стеклянных шариков (шероховатых) 2—3 мм, шариков силикагеля 3—4 мм [201]. Для каждого зернистого слоя определена удельная поверхность частиц так, 5о рассчитана по числу шариков, помещаемых в цилиндр, или путем измерения граней кусков угля. Обработка опытных данных выполнена по уравнению Еи ==Ям/(2е), где Ним — модифицированное число Эйлера, в которое входит 5о Х = /(Кеэ) Кеэ —модифицированное число Рейнольдса. Для условий проведенных опытов получена зависимость Еим = 0,9-Ь + ЮО/Квэ, на основании которой может быть определено 5о- При сопоставлении определенного таким образом значения 5о со значением 5о, вычисленным по уравнению Козени — Кармана, обнаружено, что расхождение составляет только 25—35%. [c.185]

Основные законы течения жидкостей в пористых телах. Определение размеров пор методом фильтрации [c.231]

Такие изменения, известные давно на основании общих соображений и качественных экспериментов, весьма существенны для разработки учения о граничных слоях с измененной структурой вблизи твердой поверхности. Это учение, развиваемое в трудах Дерягина и его школы, а также других ученых, на основе строгой теории и количественных экспериментов приобрело в настоящее время огромное значение для рещения многих вопросов устойчивости дисперсных систем, течения жидкостей через пористые тела и мембраны и др. Конечно, вряд ли можно отождествлять эти пленки с граничными слоями, переходящими в объемную фазу воды и Не имеющими границ раздела с паром , но изучение их свойств важно в качестве моделей, поскольку основную роль в образовании особой структуры играет, по-видимому, твердая подложка. Причиной этих особенностей структуры следует считать вандерваальсовы силы, электростатические силы и силы водородной связи между молекулами жидкости и поверхностными атомами и молекулами твердой фазы. [c.104]

В связи с этим рассмотрены [303] возможности применения статистических методов для установления гидродинамических закономерностей при течении жидкости сквозь пористое тело, оценки качества фильтрования с закупориванием пор, описания распределения частиц по размерам и получения геометрических параметров слоев беспорядочно уложенных твердых частиц. [c.25]

Хорошо известно, что течение вязкой жидкости в пористом теле подчиняется уравнению Дарси [c.97]

Порометрическая кривая не дает никакой информации о вкладе различных пор в течение газа (жидкости) через пористое тело. Эту связь можно оценить, проводя измерения проницаемости Вр ртутью при различных давлениях. Для этого необходимо откачивать образец твердого тела, пропитанный ртутью при давлении Р, и прикладывать небольшую разность давлений вдоль и поперек образца, измеряя скорость течения ртути. [c.108]

Основные законы течения жидкостей в пористых телах. Определение размеров пор методом фильтрации. Капиллярная пропитка 271 [c.5]

Данная работа является одной из серии работ по исследованию закономерностей электроосмотического вытеснения водой органических жидкостей из пористых тел (диафрагм). В ней рассматриваются величины скоростей движения и их изменение в течение опыта при электроосмотическом вытеснении как чистого неполярного керосина (без добавок ПАВ), так и содержащего ПАВ. [c.126]

Течение жидкости в пористом теле происходит значительно сложнее из-за неодинакового размера пор, их ветвления, наличия сужений и расширений и т. п., поэтому уравнением (V. 15) можно пользоваться лишь в качестве первого приближения. Уравнение (V. 15) показывает, что увеличение скорости течения раствора ПАВ по капилляру обусловлено уменьшением краевого угла вследствие уменьшения поверхностного натяжения жидкости. [c.198]

Очевидно, что жидкость в пористых телах увлекается движением последних, и ее течение принимает сложный характер. Можно, однако, предположить, что скорость переноса невелика по сравнению со скоростью распространения волны давления и что давление в некоторой точке, неподвижной относительно выбранной системы координат, мало отличается от давления в статическом случае. Чтобы определить линии тока внутри тела, к скоростям, определяемым законом Дарси, следует добавить скорости переноса жидкости, которые при первом приближении можно принять равными скоростям связанных с телом точек. [c.123]

В процессе испарения жидкости из пористого тела действительные поверхности теплообмена и. массообмена различны, так как жидкость испаряется со своей поверхности эго различие зависит от углубления жидкости. Как показано в (Л. 38], испарение частично идет и из очень тонких пленок жидкости, прилегающих к мениску вследствие капиллярных эффектов второго рода. При значительном углублении уровня жидкости перенос пара к расчетной поверхности во многом определяется сопротивлением капилляров. Если проходные сечения капилляров очень малы, то течение в капиллярах характеризуется законами течения разреженных сред. [c.347]

Если высушиваемый материал — это пористое тело с капиллярами радиусом г 0,1 нм, то перенос влаги в нем подчиняется законам молекулярной диффузии, при меньших размерах капилляров (г <0,1 нм) закономерности переноса определяются режимом течения, при котором преимущественным является соударение молекул со стенками капилляров, а не между собой, как при обычной диффузии. Молекулы жидкости, ударяясь о стенки пор, как бы поглощаются ими и затем вновь испаряются. При очень малых капиллярах (порах), соизмеримых по размерам с молекулами влаги, механизм диффузии меняется в этом случае [c.145]

Скорость течения воды, даже через самые тонкие поры в жестких мембранах, прямо пропорциональна давлению для мембран из пористого стекла с порами радиуса 1 нм прямая Q — Р проходит через начало координат , течение воды описывается законом Пуазейля (XIV. 4). Эта зависимость иногда маскируется деформацией (часто — необратимой) структуры каркаса под давлением, напоминая течение пластичного тела (см. далее), наблюдаемой з глинах, почвах, грунтах и некоторых полимерных матрицах, а также встречным потоком жидкости (электроосмотическим), возникающим вследствие потенциала течения [15, 17]. [c.265]

Если под действием давления заставить проводящую жидкость продвигаться через пористое тело, то возникает разность потенциалов, называемая потенциалом течения Е. [c.14]

ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ электрофорез — направленное движение заряж. микрочастиц (напр., латексных глобул, мицелл, белковых макромолекул) в жидкой (обычно водной) среде под действием внеш. электрич. поля электроосмос — движение жидкой фазы (обычно р-ра электролита) вдоль стенок капиллярной трубки или поверхности каналов-пор в пористом теле, напр, в перегородке из тонко измельченного материала, под действием внеш. электрич. поля возникновение в неподвиж юм столбе жидкости разности потенциалов (потенциала седиментации, или потенциала оседания) при оседании заряж. частиц дисперсной фазы (эффект Дорна) возникновение разности потенциалов (потенциала течения) при продавливании жидкости через капиллярную трубку или сквозь пористое тело. [c.698]

Следующий интересный вид течения, вызванный выталкивающей силой, — течение, возникающее при переносе энергии сквозь пористое твердое тело, насыщенное жидкостью, например сквозь мокрый песок. Разность температур вызывает выталкивающую силу и приводит к циркуляции жидкости сквозь пористую среду. Такие течения возникают также при таянии плотной ледяной шуги в воде, геотермических отложениях воды в пористой горной породе и при циркуляции воздуха в волокнистой или гранулированной теплоизоляции зданий. Скорости, вызванные выталкивающей силой, большей частью очень малы из-за большого влияния вязкости на течение в узких проточных каналах. Это позволяет сильно упростить аналитическое исследование переноса, хотя и ценой некоторых потерь в описании реального физического механизма для ряда геометрических конфигураций. Приведены некоторые результаты, имеющие наибольшее значение. [c.26]

Наличие градиента температуры в капиллярно-пористом теле, содержащем конденсированную фазу, изменяет капиллярное давление вследствие уменьшения величины коэффициента поверхностного натяжения у мениска, находящегося в зоне с большей температурой. Это вызывает вязкое течение жидкости по направлению потока тепла со скоростью [18] [c.38]

Нелинейные зависимости F(V/ ) чаш е наблюдаются в набухающ,их системах [55, 56, 64, 65], где возможна перестройка пористой структуры под действием давления. Зависимости V (VP) в этом случае формально такие же, что и при течении через недеформируемое пористое тело неньютоновских вязкопластичных жидкостей. Структурная перестройка вызвана обратимым (а иногда и необратимым) изменением взаимного положения и ориентации частиц пористого тела. [c.310]

Задачей дальнейших расчетов является изучение влияния электрических эффектов на течение жидкости в порах, вызванное градиентом температуры УУ при отсутствии разности давления (ДР = 0), так как именно эти условия имеют место при измерении скоростей термоосмотического течения в пористых телах. При наличии диффузного электрического слоя следует учесть, однако, не только влияние третьего члена в уравнении (Х.96), но также и изменения удельной энтальпии вследствие поляризации жидкости в поле диффузного слоя. Фактически в коэффициенты 12 = 21 должна теперь войти сумма изменений энтальпии (ДЯ Ч- ДЯ ). Так как влияние изменений удельной энтальпии в граничных слоях ДЯ уже было рассмотрено выше, приведенные ниже расчеты будут касаться только ДЯ . Полученное далее решение относится, таким образом, к пористому телу с заряженной поверхностью, но без граничных слоев растворителя с особой структурой. [c.334]

При электроосмосе вместо линейной скорости движения жидкости обычно измеряется объемная скорость ее течения V = через пористую перегородку (диафрагму), где 5 — суммарное сечение пор. Вместо напряженности поля Е в этом случае задается (или измеряется) ток I через перегородку. Величина тока 1=]5 определяется сечением пор 5 и плотностью тока у в жидкой фазе пористого тела, которая с помощью закона Ома Q = ХрЕ) вычисляется через удельную электрическую проводимость жидкости Кр в поровом пространстве и напряженность поля в нем Е. Если выполнить указанные замены, вместо уравнения (3.5.47) получается следующее выражение [c.611]

Получены решения, описывающие совместный перенос влаги в газовой и жидкой фазах при испарении из капилляров в изотермических условиях [48, 49]. Эти решения послужили основанием для развития теории испарения жидкостей из капиллярно-пористых тел с различной геометрией порового пространства [50—52]. Из теории следовало, что пленочное течение способно интенсифицировать испарение жидкостей тем более заметно, чем меньше радиус капилляров и чем выше степень насыщения окружающего пространства парами жидкости. [c.81]

Рассмотрим некоторые из полученных результатов. На рис. 1 дана схема процесса электроосмотического вытеснения, в котором электрическое поле накладывается на часть системы в отличие от обычного электроосмоса. В активной части ( а) возникает разность давлений, тормозящаяся влиянием пассивной части ( п), заполненной водой и далее маслом. Характер распределения сил в реальной системе зависит от многих факторов проницаемости пористого тела, соотношения вязкостей жидкостей, свойств адсорбционных слоев на границе с твердым телом, наличия неподвижного масла за фронтом вытеснения и др. Для поршневого режима вытеснения получено уравнение, связывающе е расход жидкости q (объемная скорость течения) с отдельными параметрами системы [c.109]

В 1859 г. Квинке показал, что существует явление, обратное электроосмосу, т. е. при течении жидкости через пористое тело под г.лияиием перепада давлений возникает разность потенциалов (рис IV. 9а). Возникновение разности потенциалов Квинке наблюдал при течении воды и водных растворов через разнообразные пористые материалы (глина, дерево, песок, графит и др.). Это явление получило название потенциала течения (или протекания). Позже было установлено, что потенциал течения не зависит от размера диафрагмы, количества фильтруемой жидкостн, но, как и при электроосмосе, пропорционален объемной скорости фильтрации. [c.216]

В разделе У11.5 отмечалось, что многослойные адсорбционные смачивающие пленки на твердой поверхности в известной мере сходны с граничными жидкими слоями, несмотря на то, что внешней границей пленок является фаза пара, тогда как граничные слои переходят по мере удаления от твердой подложки в объемную жидкость. Для исследования граничных слоев применяются равновесные и неравновесные методы. К первым относятся измерения плотности (пикнометрия) теплового расширения жидкостей в пористых телах оптической анизотропии граничных слоев сил взаимодействия при равновесном сближении твердых тел с перекрытием граничных слоев. Вторые связаны с измерениями вязкости, скорости течения и диффузии в граничных слоях. Большие достижения в разработке и использовании всех этих методов принадлежат Дерягину, Чураеву и сотр. [c.179]

В 1859 г. Квинке обнаружил явление, обратное электроосмосу, т. е. при течении жидкости через пористое тело иод дейст-ьием перепада давлений возникает разность потенциалов (рнс. [c.256]

В прибор наливают воду или водный раствор и отмечают уровень жидкости в капилляре. Если к электродам приложить разность потенциалов, то противоионы диффузного слоя, энергетически слабо связанные с поверхностью твердой фазы (мембрана), будут перемен1аться к соответствующему электроду и благодаря молекулярному трению увлекать за собой дисперсионную среду (водный раствор). Вполне естественно предположить, что че.м больше потенциал диффузного слоя, тем больше переносчиков зарядов, тем выше скорость перемещения жидкости в пористом теле. Скорость течения жидкости и ее направление при постоянной напряженности э.1ектрпческого ноля определяются свойствами мембраны и раствора. Таким образом, уже качественное изучение электроосмоса позволяет однозначно определить знак -потенциала, а количественные измерения—установить зависимость между скоростью переноса жидкости и -потенциалом. Изменяя состав и свойства дисперсионной среды, можно проследить за изменением структуры двойного электрического слоя по изменению значения электрокинетического потенциала. [c.260]

Начнем рассмотрение процессов массопереноса с простейшего случая однокомпонентной жидкости в тонкой прослойке между незаряженными твердыми поверхностями. Здесь следует учитывать только один эффект, а именно — изменение структуры граничных слоев воды. При течении под действием градиента давления это приводит к необходимости учета послойного распределения вязкости по толщине прослойки г)(х). Если вид этой функции известен, то, решая уравнения Навье — Стокса, легко получить соответствующие выражения для скорости течения и потока в плоской щели или капилляре. В случае гидрофильных пористых тел это приводит к снижению коэффициентов фильтрации, а в случае гидрофобных — к их увеличению. [c.20]

Процесс переноса газов и компонентов растворов в капиллярах пористых тел отличается большим разнообразтем механ измов, зависящих от движущей силы, условий переноса, а также от слеци-фических свойств компонентов и размеров пор, В данном разделе рассматриваются гидродинамтеский аэродинамический) поеное газов, подобный течению жидкостей, и диффузионный перешс, характерный как для газов, так и для компонентов жидких растворов. [c.234]

Остановимся на основных элементарных механизмах иереиоса. Гидродинамический режим переноса газа в капиллярах наблюдается при условии, когда диаметр каиилляра ё значительно гареаы-шает длину свободного пробега молекул X, т. е. (1 к. В этом случае молекулы сталкиваются друг с другом значительно чаще, чем с поверхностью капилляра, что является условием сплошности среды. Таким образом, перемещение газа в капилляре можно рассматривать как вязкое течение, подчиняющееся закону Стокса и уравнению Гагена — Пуазейля. Объемный гидродинамический поток газа в капилляре выражается соотношением IV. 92). Чтобы получить массовый поток, надо умножить объемный поток на плотность газа. Аналогично течению жидкости выражается и поток газа через пористое тело (IV. 94). [c.234]

Особое значение имеют граничные слои в пористых телах, содержащих жидкость. При утоньшении пор может наступить полное перекрытие граничных слоев, при котором поровая жидкость ни в одной точке не идентична по свойствам равновесной объемной фазе воды. В этом случае существенно изменяются закономерности массопереноса при фильтрации жидкости, используемые в техноло-) ических расчетах. Эти новые закономерности в настоящее время полностью не изучены, но весьма полезными для их изучения являются эксперименты на модельных системах — тянутых кварцевых капиллярах, где для внутренней поверхности высота неровностей (по данным электронной микроскопии) не превышает 0,3—0,5 нм. В этих опытах установлено, что при использовании капилляров со свежетянутой молекулярногладкой поверхностью вся жидкость (вода) участвует в течении и гидродинамически неподвижные слои йе обнаруживаются . Исследование вязкости (вероятно, отличной от вязкости объемной воды) подвижных граничных слоев позволит в будущем построить основы для технологических расчетов массопереноса. [c.163]

Адсорбция-концеятрироваяке в поверхностном слое или на пов-сти жидкостей и твердых тел в-в, понижающих их поверхностное натяжение (уд. своб. поверхностную энергию) (см. Поверхностно-активные вещества). 8) Электроповерхностные явления, обусловленные двойшш электрич. слоем иоиов и межфазными скачками потенциала на пов-сти раздела фаз. К ним относятся электрокапиллярные явления, связанные с влиянием заряда пов-сти иа величину поверхностного натяжения электрокинетич. явления-электрофорез, электроосмос, возникновение потенциала течения при протекании жидкости через пористую диафрагму и потенциала оседания при перемещении частиц в жидкости. [c.591]

Практическое применение. Электроосмос используют для обезвоживания пористых тел - при осушке стен зданий, сыпучих материалов и т. п., а также для пропитки материалов. Все шире применяют электроосмотич. фильтрование, сочетающее фильтрование под действием приложенного давления и электроосмотич. перенос жидкости в электрич. поле. Использование электрофореза связано с нанесением покрытий на дета сложной конфигурации, для покрытия катодов электроламп, полупроводниковых деталей, нагревателей и т. п. Этот метод применяется также дня фракционирования полимеров, минеральных дисперсий, для извлечения белков, нуклеиновых к-т. Лекарств, электрофорез - метод введения в организм через кожу или слизистые оболочки разл. лек. средств. Эффект возникновения потенциала течения используется для преобразования мех. энергии в электрическую в датчиках давления. [c.430]

Темкин А.Г. Исследование гидродинамики течения жидкостей в каналах сложной конфигурации // Тенломассообмен в капиллярно-пористых телах. М. - Л. 1957. Вып. 8. С. 156 - 159. [c.653]

В книге обсуждается роль поверхностных сил не только в статике, но и в кинетике. На основе неравновесной термодинамики проводится рассмотрение процессов переноса в тонкопористых телах и тонких пленках жидкостей. В таких системах дальнодействие поверхностных сил приводит к появлению новых кинетических эффектов, таких, например, как капиллярный осмос, обратный осмос и диффу-зиофорез, лежащих в основе ряда технологических процессов. Особенности течения жидкостей в тонких порах и пленках важны для понимания закономерностей фильтрации, капиллярной пропитки и диффузионного извлечения, сушки и многих других массообменных процессов. Совместный анализ процессов тепло- и массопереноса позволил развить теорию термоосмоса, а также теорию термокристаллизационного течения незамерзающих прослоек и пленок воды в промерзших пористых телах. Эта теория дала объяснение известных явлений морозного пучения грунтов и разрушения пористых тел при промораживании. [c.5]

Для реализации этого состояния резервуары, разделенные пористой перегородкой, должны быть окружены адиабатной оболочкой. Выражаемый уравнением (Х.88) эффект можно назвать механокалори-ческим. Он заключается в возникновении стационарного перепада температуры АТ при течении жидкости под действием перепада давления АР. Разность температуры создается в результате поглощения (при АН > 0) или выделения (при АН < 0) тепла на входе и обратного эффекта — на выходе из капилляров пористого тела в связи с переходом жидкости из объемного состояния в состояние граничной фазы и обратно. [c.325]

Роль поверхностных явлений становится особенно заметной в неполностью насыш енных жидкостью лиофильных пористых средах. Влагопроводность таких систем во многом определяется свойствами тонких пленок жидкости [43—451. Решаюш ая роль пленочного течения в кинетике внутренкего массопереноса экспериментально подтверждена для ряда пористых тел методом радиоактивного индикатора [46, 47]. Как было показано в этих работах, перенос влаги к поверхности испарения осуществляется не только путем диффузии пара, как предполагалось ранее, а преимущественно за счет пленочного течения. [c.81]