Электрод гидродинамический

В заключении раздела, посвященного этому методу, следует указать на задачи, остающиеся открытыми при точном решении явлений переноса в случае электролиза на капельном электроде гидродинамические проблемы мы оставляем без внимания. Прежде всего это определение полярографических токов в том случае, если какое-либо из участвующих веществ адсорбируется на поверхности капельного электрода. Вторая проблема, хотя и формальна, но крайне важна именно для решения задачи об адсорбционных токах, где она занимает, вероятно, главенствующее положение, это проблема асимптотического приближения. [c.147]

Размеры частиц для исследования выбирают из следующих соображений. При а >3-4 мм гидродинамическое сопротивление частиц недопустимо большое, а чувствительность измерений низкая. Изготовление частиц размером < 1 мм, имеющих одинаковую с жидкостью плотность, сопряжено с большими техническими трудностями. При а < 0,01 мм импульс тока, индуцируемый частицей во внешней цепи, оказывается соизмеримым с уровнем шумов схемы и осуществить уверенную индикацию его крайне сложно. На основании экспериментальных данных по колебанию жидких проводящих частиц (эвтектика К-Ка) в гептане показано, что жидкие частицы с а < 1.4 мм, совершая колебания между электродами при высоких напряженностях поля, не разрушаются. По-ви-димому, данный метод может стать перспективным при создании некоторых преобразователей электрических и неэлектрических величин в импульсный сигнал, удобный для последующей обработки, в том числе и в процессах, связанных с очисткой неполярных жидкостей. [c.24]

Для качественного рассмотрения особенностей электродных процессов удобно воспользоваться следующей гидродинамической моделью. Предположим, что два сосуда, заполненных жидкостью, сообщаются между собой через систему последовательно соединенных трубок разного диаметра. Условием равновесия такой системы служит равенство уровней жидкости в обоих сосудах. Если поднять уровень жидкости в одном из них так, что возникнет перепад давления Ар, то начнется перетекание жидкости из одного сосуда в другой. Величина перепада давления Ар аналогична поляризации электрода в электрохимических процессах, скорость перетекания жидкости — скорости электродной реакции I, а каждая из соединительных трубок моделирует определенную стадию электрохимического процесса. Общий перепад давления Др складывается из перепадов на каждой из трубок Ару Ap=2Ap Аналогично этому в электрохимической системе общая поляризация А определяется совокупностью поляризаций АЕ , соответствующих отдельным стадиям. Однако аналогичное соотношение [c.146]

Аналогичным образом в гидродинамической модели скорость перетекания жидкости определяется пропускной способностью самой тонкой трубочки. Из-за медленности лимитирующей стадии при протекании, например, катодного процесса на электроде возникает, образно говоря, своеобразная ждущая своей очереди толпа электронов , В результате этого заряд поверхности становится более отрицательным, а потенциал электрода отклоняется от своего равновесного значения, вызывая поляризацию А . [c.147]

Параметры датчика определяются эффективностью преобразования скорости гидродинамического потока в электрический сигнал и меняются в зависимости от формы индикаторного электрода и способа его расположения в отверстии. Если форма и расположение электрода таковы, что реализуются условия набегания потока на горизонтальную пластину, то в соответствии с уравнением (33.12) ток пропорционален корню квадратному из скорости течения жидкости. Такая зависимость наблюдается, если электрод в виде редкой сетки из платины располагается вниз по течению жидкости за узким отверстием, представляющим основное сопротивление потоку раствора. Можно сконструировать индикаторный электрод таким образом, чтобы обеспечить полное участие в электродном процессе всех ионов, протекающих через отверстие между камерами датчика, В таком случае ток прямо пропорционален скорости потока жидкости. Для этого прессованием платинового порошка приготовляют цилиндрик из пористой платины. Этот цилиндрик закрывают с торца крышкой особой формы с тонким отверстием в центре и устанавливают в канале перегородки датчика. [c.221]

При вращении электрода жидкость, соприкасающаяся с центром диска, отбрасывается к его краям, а снизу к центру электрода подходят новые потоки раствора. Согласно гидродинамической теории в этих условиях при ламинарном режиме размешивания вблизи вращающегося дискового электрода образуется граничный слой постоянной толщины брр, в котором происходит монотонное изменение скорости движения жидкости относительно поверхности электрода. Чем ближе к поверхности электрода, тем меньше скорость потока жидкости относительно диска и тем большую роль в подводе реагирующих веществ и в отводе продуктов реакции играет диффузия. Таким образом, распределение концентрации реагирующих веществ у поверхности вращающегося дискового электрода обусловлено диффузией в движущейся жидкости. Функция С (х), получающаяся в результате решения соответствующего дифференциального уравнения, не может быть представлена в аналитическом виде и обычно записывается в форме быстро сходящегося ряда. Если продифференцировать эту функцию, а затем частное значение производной дс дх) подставить в уравнение (УИ1.2), то получается формула [c.177]

Основы конвективной диффузии. Рассмотрим электрод в виде пластинки, вдоль которого движется струя жидкости со скоростью Ьо (рис. 4.19). Если система координат при конвективной диффузии отвечает рис. 4.19, то, как следует из гидродинамической теории Прандтля, внутри некоторого граничного слоя б р происходит постепенное [c.244]

При вращении электрода жидкость, соприкасающаяся с центром диска, отбрасывается к его краям, а снизу к центру электрода подходят новые потоки раствора. Согласно гидродинамической теории в этих условиях при ламинарном режиме размешивания вблизи вращающегося дискового электрода образуется граничный слой постоянной толщины бгр, в котором происходит монотонное изменение скорости движения жидкости относительно поверхности электрода. Чем ближе к поверхности электрода, тем меньше скорость потока жидкости относительно диска и тем большую роль в подводе реагирующих веществ и в отводе продуктов реакции играет диффузия. [c.209]

В этих условиях концентрационное и омическое (связанное с сопротивлением раствора) торможение электродной реакции определяется свойствами ионов и толщиной пограничного слоя. Однако толщина этого слоя б из теории Нернста не может быть рассчитана и в каждом отдельном случае находится из опыта. Помимо этого, в теории Нернста не приведены достаточно убедительные аргументы в пользу самого существования диффузного слоя. Поэтому многие исследователи указывали на несостоятельность этой теории, так как она не дает истинных представлений о гидродинамических явлениях, происходящих вблизи поверхности электрода при движении электролита. Необхо- [c.277]

Для водных растворов и V имеют значения порядка 10 и 10" см -сек К Следовательно, толщина диффузного слоя б составляет примерно одну десятую от толщины гидродинамического слоя бо. Дальнейший анализ показывает, что соотношение (Х,27) имеет весьма общий характер и оправдывается во всех случаях, когда движение жидкости характеризуется числом. Рейнольдса, сильно превышающем единицу. В общем случае, когда жидкость движется вдоль неподвижного электрода (рис. 101, б), скорость ее течения, начиная с некоторого расстояния бо (толщина граничного слоя Прандтля ), уменьшается, доходя до минимума на поверхности электрода. Тогда толщина пограничного слоя бо может быть определена из соотношения [c.281]

Согласно утверждениям К. М. Горбуновой, образование на катоде блестящих электролитических осадков связано с наличием на поверхности катода пленки, часто коллоидного типа, которая играет определенную роль в подводе разряжающихся ионов к поверхности электрода (так называемый диффузионно-гидродинамический фактор). Другие авторы связывают роль некоторых блескообразующих добавок со скоростью их адсорбции и десорбции на поверхности электрода. Быстрая адсорбция и десорбция молекул поверхностно-активного вещества препятствует осаждению металла в виде крупных кристаллов и способствует сглаживанию поверхности. [c.138]

Согласно гидродинамической теории (рис. 11), толщина граничного слоя Прандтля бпр зависит от скорости движения струи относительно твердого тела уо, кинематической вязкости жидкости V, а также от положения рассматриваемой точки поверхности электрода относительно точки набегания струи жидкости Х. [c.31]

Вращающийся дисковый электрод широко используют при изучении кинетики электрохимических реакций, для исследования процессов электроосаждения и коррозии металлов, в аналитических целях. Так как все участки поверхности вращающегося диска одинаково доступны для диффузионных процессов, такое устройство выгодно отличается от других гидродинамических систем с принудительной конвекцией. Кроме того, существенно упрощается рассмотрение процессов массопереноса к поверхности испытуемого электрода. При быстром вращении дискового электрода вокруг оси жидкость, соприкасающаяся с центральными частями диска, отбрасывается центробежной силой к его краям. Вследствие этого около центра диска создается разрежение, и струя жидкости направляется из объема раствора к центру диска. Таким образом, точкой набегания струи жидкости становится центр диска. По мере удаления от центра диска возрастает линейная скорость движения жидкости. В соответствии с гидродинамикой при ламинарном режиме перемешивания у поверхности вращающегося диска образуется граничный слой постоянной толщины бгр с монотонным изменением скорости движения жидкости. Чем ближе к поверхности диска, тем меньше скорость потока и тем большее значение приобретает диффузия в подводе либо отводе продуктов реакции. В конечном итоге распределение концентрации реагирующих веществ у поверхности вращающегося диска обусловлено диффузией в потоке жидкости. Эта особенность становится понятной, если иметь в виду, что в случае непо- [c.74]

Применение вращающегося дискового электрода должно обеспечить равномерное распределение реагентов и продуктов электролиза по всей его поверхности. Для этого радиус диска должен быть намного больше толщины гидродинамического пограничного слоя, а все [c.75]

Влияние гидродинамических условий на питтинговую коррозию изучается на установках с вращающимися электродами, выполненными в виде дисков, цилиндров, щайб, а также на проточных контурах с образцами, выполненными в виде отрезков труб, пластин и дисков, установленных заподлицо с внутренней поверхностью канала. [c.170]

Вращательное движение жидкости у неподвижного электрода, схожее с течением жидкости у свободно вращающегося диска, что приводит к постоянству толщины гидродинамического пограничного слоя по всей поверхности неподвижного диска. [c.171]

Таким образом, созданная установка позволяет моделировать ламинарный режим течения жидкости у поверхности неподвижного дискового электрода в широком диапазоне температурно-гидродинамических условий. [c.174]

В вопросах, рассмотренных ранее, применение полярографического метода в полимерной химии основывалось на способности ртутного капающего электрода (как нуклеофильного реагента) взаимодействовать с химически активными электронофильными группами исследуемых веществ. Это позволило, исходя из неодинаковой реакционной способности различных соединений, определять их природу, делать заключение об их количественных соотношениях в различных системах, используемых в полимерной химии, и т. д. Были также найдены возможности применения полярографического метода и для исследования некоторых физических свойств полимерных молекул. Это направление основано на знании гидродинамических свойств ртутной капли в сочетании с ее электрохимическими и электро- [c.223]

Сигнал ВАД измеряется как ток при постоянном потенциале на электродах и зависит от гидродинамических условий работы рабочего электрода. Большинство обычных твердых электродов имеет плоскую тонкослойную гидродинамическую систему или систему стенка — сопло , с которыми легче получить рабочий объем ячейки менее 1 мкл. Электроды в тонкослойной ячейке располагают часто в промежуточном канале параллельно потоку. Некоторые типы рабочих электродов ЭХД представлены на рис. 111.27. Разработаны конструкции ВАД с малым объемом для работы с микро- и капиллярными колонками. [c.278]

В целях снижения энергоемкости процесса и уменьшения расхода металла электродов при очистке сточных вод от взвешенных частиц авторы /18/ предлагают осуществлять очистку в электрокоагуляторе при наложении переменного электрического тока на постоянный. Процесс проводят при отношении напряжения переменного тока к напряжению постоянного тока 1 3 и гидродинамическом режиме движения жидкости в электрокоагуляторе, характеризуемом Йе = 2000. 5000. [c.27]

Если расстояние между двумя электродами велико по сравнению с характерным размером ячейки сетчатого электрода, то неоднородности в распределении скорости и напряженности электрического поля имеются лишь вблизи электрода до расстояний порядка размера ячейки. Вне этой области распределения Е и и можно считать невозмущенными. Будем моделировать сетчатый электрод двумя взаимно перпендикулярными системами бесконечных параллельных цилиндров радиуса расположенных на одинаковом расстоянии к друг от друга и лежащих в одной плоскости. Тогда электрическое поле равно суперпозиции полей, создаваемых каждым электродом, а поле скоростей определяется из задачи о поперечном обтекании бесконечного цилиндра, при условии, что остальные цилиндры мало искажают поле скоростей. Подобная картина будет искажаться в окрестности узлов сетки и возле края цилиндра. Однако, если размер сетки велик по сравнению с /г, а период сетки много больше Я,., то такое предположение допустимо. В рассматриваемой постановке распределение гидродинамических и электрических параметров в плоскости, проходящей через векторы Е и и и перпендикулярной плоскости электродов, одинаково. [c.344]

Характер зависимости скорости электродного процесса от концентраций исходных частиц, потенциала электрода, гидродинамических условий, температуры и других параметров определяется природой медленной стадии (медленных стадий), равновесие которой (которых) наиболее еущественно нарушается при прохождении через электрод поляризующего тока [71—74, 162]. Заключение о природе медленной стадии делают на основании зависимости потенциала электрода от величины поляризующего тока либо величины поляризующего тока от потенциала электрода, получаемых о растворами разного состава при различных гидродинамических условиях и температурах. [c.85]

Скорость аэрозоля в электризационной камере принимается такой, чтобы скапливающаяся на стенках и электродах пыль уносилась в пылеуловитель при встряхивании всей камеры или ее деталей. Режим работы мокрых пылеуловителей должен соответствовать образованию проницаемого электрода в виде газожидкостного слоя достаточной высоты для осаждения заряженных частиц пыли. При- менительно к пенным аппаратам это должен быть оптимальный гидродинамический режим, при котором высота пены превышает 100 мм. [c.188]

Существенным недостатком теории Нернста явилось то, что толщина диффузионного слоя б не могла быть рассчитана теоретически. Когда же был проведен расчет б по уравнению (33.2) на основе опытных величин предельного диффузионного тока, то были получены значения б, лежащие в интервале 10 -н 10 м. При изучении движения коллоидных частиц вблизи электрода при помощи ультрамикроскопа было установлено, что размешивание происходит и на существенно меньших расстояниях. Кроме того, как показывает гидродинамическая теория, развитая Л. Праидтлем, изменение скорости движения жидкости вблизи твердого тела происходит более сложным образом, чем предполагал В. Нернст. В пределах некоторого слоя толщиной б р, называемого граничным слоем Прандтля, скорость движения жидкости постепенно нарастает, достигая, наконец, своего предельного значе- [c.175]

Скорость процесса, состоящего из ряда последовательных стадий, определяется скоростью самой медлен- уд Гидродинамическая мо-ной стадии. Это нетрудно понять, дель многсктадийной электрохими-если воспользоваться следующей ческой реакции гидродинамической моделью. Предположим, что два сосуда, заполненных водой, сообщаются между собой через систему последовательно соединенных трубок разного диаметра (рис. 70). Условием равновесия такой системы является равенство уровней воды в сосудах А я Б. Если поднять уровень в сосуде А, то возникает перепад давления Лр и вода из сосуда А начинает перетекать в сосуд Б. Величина перепада давления Ар аналогична поляризации электрода АЕ в электрохимической системе, а скорость перетекания воды — скорости электродной реакции . Каждая из соединительных трубок при этом моделирует определенную стадию электрохимического процесса. Скорость перетекания воды из сосуда А в сосуд Б определяется пропускной способностью самой узкой трубки, а перепад давления Др, который складывается из перепадов на каждой из трубок, в основном сосредотачивается также на этой лимитирующей трубке Ар Дрл . Аналогичным образом общая скорость электродного процесса определяется скоростью лимитирующей стадии, а общая поляризация АЕтнАЕ . [c.171]

Вследствие большого различия в интенсивности межмолекулярного взаимодействия обычные адсорбционные слои с а<2 и двумерные конденсированные слои имеют существенно различное строение при малых степенях заполнения поверхности электрода. Органические вещества с а<2 образуют газообразные слои, в то время как вещества с а>2 образуют ассоциаты, кластеры и адсорбционный слой ПАОВ имеет гетерогенную структуру. На границе свободной поверхности и кластера ПАОВ в неравновесных условиях могут возникать значительные градиенты поверхностного натяжения, что приводит к гидродинамической неустойчивости межфазной границы электрод/раствор и появлению полярографических максимумов тока третьего рода (см. гл. 4). [c.181]

Скорость процесса, состоящего из ряда последовательных стадий, определяется скоростью самой медленной стадии. Это нетрудно понять, если воспользоваться следующей гидродинамической моделью. Предположим, что два сосуда, заполненных водой, сообщаются между собой через систему последовательно соединенных трубок разного диаметра (рис. VULl). Условием равновесия такой системы является равенство уровней воды в сосудах А и Б. Если поднять уровень в сосуде А, то возникает перепад давления Др и вода из сосуда А начинает перетекать в сосуд Б. Величина перепада давления аналогична поляризации электрода Д в электрохимической системе, а скорость перетекания воды — скорости электродной реакции I. Каждая из соединительных трубок при этом моделирует определенную стадию электрохимического процесса. Скорость протекания воды из сосуда А в [c.202]

I — воздуховод 2 — показатель уровня со шкалой 3 — штуцер для отвода воды 4 — трубопроводы для барды и ргствора питательной соли 5 — пенная камера 6 — корпус сепаратора газа 7 — электродвигатель 8 — труба для выхода воздуха 9 — гидродинамический диск пеногасителя 10 — штуцер для кислоты, поступающей в циркуляционный трубопровод 11 — трубопроводы для холодной и горячей воды 12 — штуце р для электродов рН-метра /3 — трубопровод для отбора среды на сепаратор /4 —камера для диспергирования воздуха форсунками 5 — камера входа воздуха 16 — трубчатый реактор [c.199]

В случае свободно вращающегося диска жидкость во внещне л потоке (вне пограничного слоя) движется к его поверхности с постоянной скоростью, а вблизи нее тормозится и отбрасывается к периферии. На неподвижном диске, наоборот, движение жидкости в пределах гидродинамического пограничного слоя направлено от периферии к центру. При этом линии тока, так же как и в случае вращающегося диска, образуют семейство логарифмических спиралей. Однако из-за неподвижности рабочего электрода полностью отсутствует удаление продуктов коррозии из локальных поражений под действием центробежных сил. Кроме того, снимается проблема передачи неискаженного электрического сигнала от исследуемого электрода и упрощается схема подвода к нему теплоносителя. [c.171]

Нижний предел скорости вращения в методе вращающегося дискового влектрода не должай быть слишкоы малый из-за нарушений гидродинамических условий движения раствора у поверхности электрода. Ограничения в применении больших скоростей вращения электрода вызваны появ-дениеи турбулентного движения жидкости вместо ламинарного,когда перестает оправдываться расчетная формула для вращающегося дискового электрода. [c.32]

Когда иа поаерхиости электрода протекает электрохимический процесс, возникает градиент концентрации, и дополнительным видом массопереноса становится диффузионный перенос. Слой жидкости, в котором скорость диффузионного транспорта сопоставима со скоростью конвективного транспорта, называют диффузионным пограничным слоем, его толщина составляет о г толщины гидродинамического пограничного слоя (см. табл. 3.6). В пределах справедливости приближения Нернста (рнс. 3 22), в котором предполагается тииейное изменение градиента коицеитрацин, толщина б определяется уравнением (3.61). [c.126]

Таблица 3 6 Толщина гидродинамического 6о ч дифф1/зионного пограничных слоен 6 при различных скоростях вращения электрода

Вольтамперометрии включает методы микроэлектролнза, в которых потенциал индикаторного электрода создается внешним источником и является известной функцией времени, а получаемые зависимости ток —потенциал и ток-время служат источником информации о составе раствора. В зависимости от вида развертки потенциала и механизма массопереноса, различают вольтам-перометрию с линейной разверткой потенциала (вольтампера/летрию при постоянном токе), методы со ступенчатым изменением потенциала, гидродинамические методы и инверсионную вольтамперометрию. [c.411]

Технико-экономические показатели ЭЛОУ значительно улучшаются при применении более высокопроизводительных электродегидраторов за счет уменьшения количества теплообменников, сырьевых насосов, резервуаров, приборов КИП и А и т.д. (экономический эффект от укрупнения) и при комбинировании с установками прямой перегонки нефти за счет снижения капитальных и энергозатрат, увеличения производительности труда и т.д. (эффект от комбинирования). Так, комбинированный с установкой первичной перегонки нефти (АВТ) ЭЛОУ с горизонтальными электродегидратора-ми типа 2ЭГ-160, по сравнению с отдельно стоящей ЭЛОУ с шаровыми, при одинаковой производительности (6 млн т/г) имеет примерно в 1,5 раза меньшие капитальные затраты, эксплуатационные расходы и себестоимость обессоливания. В последние годы за рубежом и в нашей стране новые АВТ или комбинированные установки (типа ЛК-бу) строятся только с встроенными горизонтальными элек-тродегидраторами высокой единичной мощности. В настоящее время разработан и внедряется горизонтальный электродегидратор объемом 200 м типа 2ЭГ-200 производительностью = 560 м ч (D = 3,4 м и L=23,5 м) и разрабатывается перспективная его модель с объемом 450 м с улучшенной конструкцией электродов. Одновременно с укрупнением единичных мощностей происходило непрерывное совершенствование конструкции электродегидраторов и их отдельных узлов, заключающееся в улучшении интенсивности перемешивания нефти с деэмульгатором и водой, снижении гидравлического сопротивления, оптимизации места ввода нефти и гидродинамической обстановки, организации двойного или тройного ввода нефти и т.д. [c.187]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология