Пересыщение при расширении

Применяемая в этом случае аппаратура представляет собой полые кристаллизаторы камерного типа. Пересыщение в системе создается тремя способами либо в результате смешения горячей ПГС с охлаждающим газом, либо в результате химической реакции реагентов, либо в результате адиабатического расширения паров. [c.240]

В 1934 г. Фольмер и Флуд создали метод экспериментального исследования кинетики гомогенной конденсации пара в отсутствие инородных частиц, с помощью которого проверили изложенную выше теорию Фольмера. Эти исследования имеют большое принципиальное значение, так как они дали возможность оценить все параметры, определяющие фазообразование, что позволило проверить теорию в особо чистых условиях. Эксперименты проводились в камере Вильсона, заполненной воздухом, насыщенным парами исследуемой жидкости. При достаточно высокой степени адиабатического расширения пары охлаждались и конденсировались, в результате образовывался туман. Скорость образования зародышей контролировалась визуально по началу конденсации, т. е. по минимальному пересыщению, при котором появлялся туман. При этих условиях /о оказалось порядка единицы. Поскольку /о зависит от пересыщения 1п (рг рх) экспоненциально, этот при- [c.97]

Правильность теории Фольмера подтверждена экспериментально рядом исследователей. В частности, такая проверка проводилась путем адиабатического расширения воздуха насыщенного парами данной жидкости, в камере Вильсона. В результате расширения в камере происходит охлаждение, а следовательно, и пересыщение паров до вполне определенного значения. Применяя камеру Вильсона, можно визуально устанавливать начало конденсации, т. е. пересыщение отвечающее образованию тумана. Чтобы исключить возможность образования капелек на чужеродных зародышах, система должна быть предварительно очищена путем многократной конденсации, при которой посторонние ядра конденсации удаляются из газовой фазы. При этом критическое пересыщение, отвечающее началу образования новой фазы, непрерывно возрастает до определенного предела. [c.358]

То же относится и к двум остальным рассмотренным процессам. Если сжимав газ под поршнем, то давление газа в слоях, непосредственно примыкающих к поршню, будет в течение некоторого небольшого времени выше, чем в отдаленных слоях газа. При расширении направление изменения давления было противоположным. При охлаждении насыщенного раствора хлористого калия в силу уменьшения растворимости концентрация соли станет выше, чем ее растворимость, возникнет так называемый пересыщенный раствор. Известно, что формирование кристаллов солн идет лучше на гранях уже существующих кристаллов. Поэтому выпадение в осадок избыточного количества КС1 будет происходить вблизи осадка соли, и концентрация раствора здесь будет ниже, чем в остальной его части. [c.181]

Охлаждение, пересыщение и конденсация паров может происходить различными путями, например при адиабатном расширении газа, содержащего пары какой-либо жидкости. Именно так образуются обычные кучевые облака, когда теплые массы влажного воздуха поднимаются в более высокие слои атмосферы. Перистые облака, возникающие на больших высотах, также являются результатом конденсации водяных паров, однако в этом случае при конденсации в верхних слоях атмосферы вследствие низкой температуры образуются не жидкие капельки, а твердые кристаллики льда. Таким образом, перистые облака следует отнести к системам с твердой дисперсной фазой. [c.356]

Конденсация паров—наиболее распространенный способ образования аэрозолей Пар высокой концентрации, находящийся в воздухе или инертном газе, охлаждается при разбавлении его хо лодным воздухом или быстром расширении до тех пор, пока не станет пересыщенным и не начнет конденсироваться, образуя аэрозоль из жидких или твердых частиц Примером образования кон денсационных аэрозолей ожет служить возникновение облаков при подъеме теплого влажного воздуха в холодные верхние слои атмосферы В лаборатории получают конденсационные аэрозоли путем возгонки многих неорганических и органических веществ В большинстве случаев процесс, приводящий к пересыщению, например, смешение холодного и теплого воздуха в атмосфере или расширение и охлаждение газообразных продуктов горения, происходит одновременно с конденсацией, и степень пересыщения в различных точках системы в любой момент неодинакова Пар может конденсироваться на стенках сосуда, на частицах пыли иаи атмосферных ядрах конденсации, на ионах, содержащихся в паре или нейтральном газе, на полярных молекулах, например серной кислоты, а при очень большом пересыщении — на молекулах или молекулярных агрегатах самого пара Для конденсации на каждом типе этих ядер требуется различная степень пересыщения -х [c.16]

Дросселирование и адиабатическое расширение газа в турбодетандере осуществляется за счет движения газа в трубах и каналах переменного поперечного сечения. Для определения температуры, давления и степени пересыщения смеси в этих устройствах необходимо провести соответствующие газодинамические расчеты. Ниже изложен подход к проведению подобных расчетов, основы которых содержатся в [5]. Пусть в некотором сечении трубы заданы скорость С/,, давление р,, температура Г,, плотность газа р , и площадь поперечного сечения 5,. Задан также закон изменения площади поперечного сечения по длине трубы S(x). Рассмотрим произвольное сечение трубы Sj. Газодинамические параметры в этом сечении определяются из одномерных уравнений сохранения расхода, количества движения, энергии и состояния газа [5]. [c.381]

Скотт делает, далее, следующий важный шаг. Он возражает против того, чтобы чистое кристаллическое твердое вещество рассматривалось в качестве гипотетического верхнего предела концентрации раствора, утверждая, что если в понятие этого предельного раствора должны быть включены свойства твердой-соли, то следует ввести представление о критическом объеме разрушения твердого вещества V. Скотт предложил метод определения величины V Для наших целей достаточно будет отметить, что силы сцепления достигают максимума при расширении кристалла от его нормального равновесного объема до F, а при дальнейшем расширении эти силы уменьшаются. Следовательно, при достижении объема V происходит переход от твердой кристаллической структуры к более подвижному жидкому состоянию, и можно предположить, что V соответствует гипотетической максимальной концентрации, достигаемой в (пересыщенном) растворе данной соли. [c.246]

Индекс 1 относится к параметрам газа до расширения, 2 — к параметрам газа после расширения. При известном относительном пересыщении 5 отношение [c.679]

При создании пониженного давления над газовой эмульсией вначале ее объем практически мгновенно увеличивается за счет расширения диспергированного газа в соответствии с законом Бойля — Мариотта. Затем с течением времени из-за пересыщения жидкой фазы растворенным газом он выделяется в виде пузырьков, которые начинают седиментировать. [c.133]

Оба последних слагаемых представляют собой работу отделения одной молекулы от жидкости, за вычетом работы, которая получается при расширении от состояния пересыщения до состояния насыщения, в расчете на одну молекулу. Подставив вместо нее молекулярную теплоту испарения X, мы допустим при этом лишь [c.121]

Сравнение с экспериментом. Общеизвестно, что пересыщенное состояние паров люжет удерживаться только кратковременно и в присутствии газа-носителя, так как в противном случае на стенках сосуда происходит выделение жидкости. Обычный прием перевода насыщенного пара в пересыщенное состояние состоит в применении адиабатического расширения. Наблюдаемой величиной является только степень расширения (т. е. пересыщения), [c.125]

Для метилового спирта, в противоположность другим веществам, обнаруживается значительное расхождение. По всей вероятности, ошибка кроется в эксперименте. Парциальное давление паров метилового спирта в смеси составляет уже 14%. При столь высоком содержании пара действие газа-носителя как защиты от конденсации на стенках, пожалуй, уже недостаточно. При расширении чистого пара никакого заметного пересыщения вообще -не достигалось бы. Необходимо установить, каким образом с изменением состава смеси — при переходе от чистого [c.133]

К образованию капелек из пара непосредственно примыкает явление выделения капелек из жидких смесей — растворов. Теоретический анализ остается во всех деталях тем же самым, если соответственным образом заменить величины, относящиеся к фазовому переходу. Абсолютный расчет значений / покамест не удается из-за незнания величины IV, — числа молекул, переходящих из одной фазы в другую. До сих пор в экспериментах не удается избавиться от вызывающего конденсацию влияния посторонних частиц. Такие взвешенные частицы присутствуют всегда во всех газах. В экспериментах с образованием зародышей эти частицы устраняются в процессе предварительных опытов по расширению газа, когда частицы оказываются включенными в образующиеся капельки. Подобная очистка в случае жидких смесей невозможна. Если получение в какой-то мере оптически прозрачных жидкостей представляет большие трудности, то надежных методов для удаления субмикроскопических частиц, все еще активных в отношении образования зародышей, вообще не существует. Пересыщения, установленные Г. С. Дэвисом для гомогенного образования [c.146]

Рассмотрим, каким образом можно в системе жидкость — пар осуществить метастабильные состояния. При изотермическом сжатии за участком АВ обычно следует участок ВС (рис. 54). Однако, приняв некоторые меры предосторожности, можно плавно продолжить участок АВ по ВЕ, причем на ВЕ, как и на АВ, с уменьшением объема увеличивается давление, а жидкость не образуется. Газ, р состояние которого определяется точкой линии ВЕ, называется пересыщенным паром. При изотермическом же расширении за участком D обычно следует СВ но при некоторых мерах предосторожности можно получить плавную линию D H, на которой пар не образуется. [c.219]

Выделение. Выделение газа из пересыщенного раствора обычно приводит к образованию тонкой дисперсии пузырьков в жидкости. Оно находит очень широкое применение при изготовлении пористой резины Не-вулканизированный каучук (натуральный или синтетический) нагревается и насыщается инертным газом при давлении 320 ат. Перед вулканизацией давление снижается, что приводит к выделению растворенного в каучуке газа и расширению массы. Если до снятия давления провести частичную вулканизацию, получается пористая резина с закрытыми ячейками. Тейлор применил этот метод для изготовления пористых термопластичных материалов, используя летучий растворитель при 210° С и 218 ат. [c.91]

Как будет показано ниже, в вихревой трубе происходит организованное течение газа в высоконапряженном поле центробежных сил со сложной структурой при непрерывном изменении всех характеризующих газ параметров. Безусловно, при влажном газе, при наличии конденсирующих компонентов, а также жидкой или твердой дисперсной фаз процессы, протекающие в вихревой трубе, должны еще больше усложняться. При этом следует ожидать значительной интенсификации процессов конденсации и сепарации. При движении парогазовых смесей в каналах сопловых вводов (пар одного компонента) условием конденсации является пересыщение пара и, чем быстрее идет расширение смеси, тем к большему пересыщению приходит система, что приводит к конденсации. Как следует из данных А. Стодола, исследовавшего конденсацию водяного пара в сопле, в этих условиях возможна и гомогенная конденсация даже при наличии некоторой доли дисперсной фазы (данные представлены в монографии Л. Е. Стернина [6]). При медленном расширении пара в сопле пересыщение может и не происходить, так как пар успевает конденсироваться на посторонних частицах. Из этого следует, что для начала конденсации важную роль играет промежуток времени, в течение которого создается пересыщение. В монографии отмечается и такой факт, что при наличии в потоке газа даже небольшого количества другого вещества с более высокой температурой и давлением насыщения в первую очередь происходит гомогенная конденсация этого вещества с образованием большого количества зародышей, на которых в дальнейшем конденсируется основной компонент. Пересыщение пара при этом может и отсутствовать. О том, что конденсация в соплах возможна, можно сделать вывод, если сопоставить уравнение Клаузиуса-Клайперона (1.2) и уравнение изменения давления при адиабатическом расширении в сопле совершенного газа [c.10]

Критическим принято называть то пересыщение, прп котором выделение новой фазы в виде капелек начинается с заметной скоростью. Это определение условно и, очевидно, зависит от чувствительности метода, которым обнаруживаются первые зародыши новой фазы. В классических опытах Фольмера и Флуда [20] по гомогенному образованию новой фазы — конденсации паров жидкости в камере Вильсона — пересыщение в объеме задается определенной степенью быстрого (адиабатического) расширения насы- [c.276]

Как было указано выше, в камере Вильсона пересыщение в объеме получается вследствие охлаждения насыщенных паров при быстром адиабатическом расширении. В то же время по отношению к стенкам камеры, сохранившим исходную температуру, возникает недосыщение, в результате чего на стенке конденсации не происходит, что и определяет правильное функционирование камеры для обнаруживания траекторий элементарных частиц в газе по образованию капелек конденсата на ионах, возникших на пути частицы. Если, наоборот, насыщенный газ адиабатически быстро сжать, то он нагреется и окал<ется недосыщенным в объеме. По отношению же к стенкам, сохранившим исходную температуру, возникнет пересыщение, легко вычисляемое по степени адиабатического сжатия согласно закону Пуассона [c.278]

Кавернообразовапие, вызванное растворением солей и принимающее весьма значительные размеры, затрудняет промывку и цементирование скважин, создает предпосылки для затяжек и прихватов колонны. Основными мероприятиями по предотвращению растворимости являются пересыщение раствора солью и эмульгирование [33]. Избыточная соль при ее достаточной дисперсности хорошо удерживается в растворе и не удаляется в очистной системе. Однако когда даже цересыщенный каменной солью (галитом) раствор вскрывает пласт калийной соли (сильвина, сильвинита или каинита), он оказывается относительно нее ненасыщенным и вызывает интенсивное расширение ствола в этом интервале. Заранее насыщать раствор той илй иной солью бывает нецелесообразно из-за малой мощности ее пропластков или не удается вследствие неизученности разреза. Затруднения вызывает и необходимость применять большое количество высокорастворимых солей. Если для насыщения растворов хлористым натрием или калием достаточно 26% соли, то для насыщения хлористым магнием необходимо уже почти 36%, а в пересчете на кристаллогидрат — более 70% соли. [c.361]

Упомянутые теории образования капепь из пересыщенного пара позволипи удовлетворительно объяснить явления происходящие при адиабатическом расширении пара в камере Випьсона, однако их не так легко применить к процессу образования аэрозолей при [c.20]

Метод Вильсона [15], основанный на том, что а-частицы являются. мощными ионизирующими агентами, а также на том факте, что пересыщенный пар легко конденсируется на образовавшихся ионах. Е. воздухе при комнатной температуре и обычном давлении одна а-частица в зависимости от источника дает от 1,3-10 до 2,9-10 ионов. Каждый из этих ионов образует центр конденсации молекул воды из пересыщенного пара. Возникающую цепоч-ку капель можно сделать видимой и сфотографировать. Камера Вильсона ( конструирована так, что одновременно осуществляются следующие оне- )ации водяной пар пересыщается путем резкого расширения, поднимается затиор, позволяющий а-лучам попасть в камеру, а вся система освещается п фотографируется. Таким образом, делается видимым ( лед движения отдель-П(л"[ а-частицы (рис. 9). К настоящему времени фотографический метод значительно усовершенствован и сильно упрощен [16]. [c.202]

В основе физического способа лежит свойство некоторых газов (и жидкостей) при соответствующем давлении и температуре повышать растворимость в полимерах, образуя пересыщенные растворы. В последних после снятия давления или при повышении температуры происходит интенсивное расширение растворенных газов или обра-зование паров, которые вспенивают полимер. К физическому методу [c.6]

Еще одно объяснение образования поликремневой кислоты и коллоидного кремнезема из кварцевых частиц заключается в том, что свежеприготовленные кварцевые частицы содержат какую-то фракцию, высокорастворимого кремнезема. Таким образом, Холт предложил расширенную теорию растворимости , в которой постулировалось, что пылевидные частицы кремнезема могут вначале образовать пересыщенный раствор кремнезема, который затем полимеризуется.. Как Холт [331], так и Соффге [306] придавали значение растворению кремнезема, за которым следует полимеризация. Частицы кремнезема собираются и концентрируются фагоцитами, и создаются высокие локальные концентрации кремнезема. Коллаген адсорбируется, на кремнеземе и затем связывается поперечными связями за счет кремневой кислоты способом, сильно напоминающим кремнеземное дубление. [c.1076]

В основе механизма образования жидкой фазы (тумана) за дросселем, помещенным в подводящую трубу перед сепаратором, лежит процесс адиабатического расширения газовой смеси, при котором одновременно увеличивается объем смеси, понижаются давление пара и температура, поскольку работа расширения совершается за счет внутренней энергии газа. Давление насыщенного пара понижается с уменьшением температуры и приводит к увеличению пересыщения пара. Под степенью пересыщения 5 понимают отношение давления пара в газе к давлению насыщенного пара над п.поской поверхностью той же жидкости [c.378]

Из сказанного следует, что необходимым условием образования конденсированной фазы является наличие таких процессов, при которых повышается пересыщение смеси, например в, результате понижения температуры или повышения давления газа. На практике обычно одновременно изменяются и температура, и давление, поэтому изменяется и пересыщение смеси. Например, при адиабатическом расширении газа понижаются давление температура. Первое приводит к уменьшению пересыщения, а второе — к увеличению. Однако с уменьшением температуры давление насыщения падает намного сильнее, что приводит в итоге к увеличению пересьпцения смеси. Пересыщение смеси резко возрастает только на начальном этапе процесса конденсации. В процессе конденсации температура смеси несколько увеличивается, со временем значения парциального давления пара вдали от капли и на ее поверхности выравниваются за счет уменьшения концентрации пара. Поскольку поток пара к поверхности капли уменьшается, то уменьшается и пересыщение и в конечном счете процесс образования зародышей прекращается. На рис. 14.2 показаны харак- [c.379]

Один из способов охлаждения и образования пересыщения смеси — адиабатическое расширение газа, лежащее в основе дроссель-эффекта. На газовых и газоконденсатных месторождениях применяют схемы низкотемпературной сепарации (НТС), которая включает в себя комплекс технологических процессов, направленных на охлаждение продукции скважин до нужных температур с последующей ее сепарацией. НТС применяют после того, как газ освобождается от основной массы капельной взвеси в сепараторе I ступени практически без изменения давления и температуры. На последующих ступенях проводят НТС в целях конденсации паров воды и тяжелых углеводоров (УВ). НТС включает в себя следующие процессы. [c.380]

Как правило, скорость зарождения дисперсной фазы рассчитывают по термодинамической формуле [80]. Это вполне корректно, если конденсация идет вблизи равновесия при небольших пересыщениях. Но при конденсации в расширяющихся соплах пересыщения очень велшси, поскольку расширение происходит при сильном отклонении от равновесия, когда существенную роль ифают нестационарные процессы (например, поглощение атомов растущими зародышами). В этом случае нужно пользоваться кинетическими уравнениями. [c.690]

Если же пар конденсируется на ядре из другого вещества, то имеет место гетерогенное зародышеобразо-вание, которое проходит в три стадии. Во-первых, пар при расширении должен стать настолько пересыщенным, чтобы происходила его конденсация. Во-вторых, должны образоваться малые молекулярные кластеры, или зародыши. В-третьих, пар должен конденсироваться на зародышах, которые при этом растут, превращаясь в капли. В случае гетерогенного образования капель имеют место только первая и третья стадии. [c.825]

Если для капли радиусом связанная с ним величина 5 меньше критического пересыщения, то капля будет испаряться, если больше — капля будет расти. При определении свободной энергии капли предполагалось, что поверхностное натяжение не зависит от размера капель. Однако если капля очень мала, то к ней трудно применить обычное определение поверхностного натяжения [100]. Некоторые авторы считают вполне приемлемым использование для очень маленьких капель величин, полученных для плоской поверхности [101]. Пока не достигнуто очень высокое пересыщение, спонтанная конденсация незначительна. Например, образование видимого тумана при адиабатическом расширении влажного воздуха, имеющего комнатную температуру, произойдет, если пересыщение влажного воздуха без пыли составит 600 %. При такой степени пересыщения критический диаметр капли равен приблизительно 0,001 мкм, что соответствует кластеру из 50 молекул. При гомогенном процессе зародыши ядер конденсации представляют собой агрегаты молекул пара, которые непрерьшно образуются и распадаются под действием случайных факторов. Кластер начинает расти, если его размер превышает критический. Вероятность его образования зависит от степени пересыщения [102]. [c.826]

В процессе этих наблюдений, повторенных с переменным ус-нехом и в расширенном виде в последующие десятилетия раз-.пичными исследователями, было выявлено одно, всегда воспроизводимое явление, заключающееся в том, что кристаллизация вызывается присутствующим или внесенным кристаллом того же рода. И. Т. Ловиц (1785), который особенно тщательно проверил это на примере ледяной уксусной кислоты, установив неэффективность других кристаллов, обнаружил, кроме того, подобное же поведение пересыщенных растворов. На основе многочисленных опытов он заключил, что переохлаждение и пересыщение могут возникать в отношении всех веществ и что нарушение этого состояния введением в систему кристаллов также является общим явлением. [c.13]

Метод измерения истинного охлаждения в насыщенном парами воздухе еще не разработан, хотя подобные исследования могли бы привести к очень интересным результатам о связи числа капелек с пересыщением. В проведенных Ч. Т. Р. Вильсоном и Л. Андреном исследованиях в этой области как раз недостает сведений о нагреве газа при росте первых капелек. Вильсон высказал предположение, что время роста велико по сравнению с временем расширения однако это предположение едва ли верно. Но если это даже не так, то вообще ничего не известно об истинном пересыщении до тех пор, пока не образовалось много капелек. Капелька воды е диаметром 10" см высвобождает количество тепла, достаточное для нагрева 1 см воздуха на 1°С. [c.130]

Поскольку использованные степенп расширения не превышали 1,3, применение адиабатических расчетов не вызывало возражений. Продолжительность пересыщенного состояния была i 0,5 с. [c.131]

Согласно Г. Флооду, представление о пригодности какого-либо пара для экспериментов по расширению можно получить из сопоставления крпво1 [ температурной завпспмости образования зародышей с кривой температурной завпсимости пересыщения в [c.134]

Капли могут образовываться при механическом дроблений массы жидкости (при разрушении струи или пленки) илн при конденсации из паровой фазы. Конденсация пара в мелкодисперсную жидкую фазу проис.чодит при пересыщении газа парами жидкости, иногда она стимулируется наличием центров конденсации или веществ, способствующих их появлению. Пересыщение может быть результатом переохлаждения насыщенной смеси (например, при смешении с потоком холодного газа или при внезапном расширении смеси) или химической реакции между газообразными компонентами, ведущей к образованию жидкого продукта (например, при образовании капелек серной кислоты из водяного пара н 50з). Сначала получаются очень маленькие (<0,1 мкм) капли, и такая дисперсия относится к классу аэрозолей, или туманов, часто чрезвычайно устойчивых. [c.73]

Ввиду естественной осторожности в переносе результатов на другие системы рАсширение круга контактов и процессов, на которых проверялась теория, происходило сравнительно медленно. Реакции, о которых до сих пор шла речь, были премущественпо реакциями гидрирования. Для более широкого обследования границ применимости теории мы обследовали влияние пересыщения генетического процесса на активность окиси цинка по отношению к реакции каталитического разложения метанола и закиси никеля в качестве низкотемпературного окислительного катализатора. [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология