Дисперсная упаковка

Режим дисперсной установки — это обычный легко устанавливающийся режим работы колонного аппарата, который широко используется в промышленных кристаллизаторах. Он характеризуется относительно низкими значениями фд, и в этом случае наиболее полно используется объем аппарата как кристаллизатора. Рассеянное движение капель (дисперсная упаковка) существует при следующем условии [c.103]

Из изложенного ясно, что УС является одним из основных критериев, характеризующих режим работы аппарата. Расчет УС по известным скоростям взаимодействующих фаз представляет собой задачу о стесненном движении частиц в вязкой жидкости. Некоторые аспекты этой проблемы рассмотрены в разделе 1.5. Однако известные в настоящее время приближенные модели стесненного обтекания частиц не в состоянии с достаточной полнотой описать сложную картину течения в аппарате. В связи с этим на практике часто используют эмпирические и полуэмпирические методы расчета. Остановимся на наиболее часто применяемых способах расчета УС в режиме дисперсной упаковки до точки захлебывания аппарата. [c.148]

В непористых мембранах из-за отсутствия пор в плотном слое резко сокращается количество вещества, адсорбированного поверхностью, решающую роль играет растворимость газов в матрице мембраны. Процесс идет по механизму абсорбции, который условно включает стадии поверхностной сорбции и последующего растворения газа при этом возможна диссоциация молекулы газа или образование нового химического соединения. Таким образом, проникающее вещество и матрица мембраны образуют растворы, которые могут быть однофазными (в высокоэластичных полимерах) или гетерофазными (в полимерах композиционно-неоднородной структуры). Во втором случае необходимо различать дисперсную фазу и дисперсионную среду. В полимерах роль дисперсной фазы играют структурные образования, характеризующиеся периодичностью расположения макромолекул и большой плотностью упаковки. Обычно принимают, что проникающее вещество растворяется и мигрирует только в дисперсионной среде, обычно аморфной фазе, обладающей значительной долей свободного объема и большей подвижностью элементов полимерной матрицы. Мембраны, изготовленные из композиционных материалов с наполнителями или армирующими элементами, представляют собой многофазные системы. [c.71]

Исходя из сложной природы механизмов коалесценции представляется интересным связать два вида коалесценции как отношение их времен для оценки фазового разделения в зоне плотной упаковки капель дисперсной фазы в системе жидкость—жидкость. Обычно предполагается, что в дисперсном слое переменные, влияющие на коалесценцию капля—капля и капля—поверхность раздела, одни и те же для данного размера капель. На этой основе возможно дать теоретические выражения для времен контакта. Так, уравнение для времени стенания пленки в модели жесткая сфера—плоскость записывается [39] [c.292]

Алгоритм расчета периодического расслаивания гетерофазных систем [46]. Исходя из физического представления процесса расслаивания жидких неоднородных смесей была предложена зонная модель расслаивания с различным характером движения капель дисперсной фазы (рис. 7.7). Выделяются следующие зоны зона чистой сплошной фазы, зона стесненного осаждения капель, зона плотной упаковки капель и зона чистой дисперсной фазы. [c.295]

Изменение высоты зоны чистой дисперсной фазы и зоны плотной упаковки капель при расслаивании определим с помощью уравнений [c.297]

Поток дисперсной фазы у верхней границы зоны плотной упаковки в уравнении (7.78) определяется как [c.297]

Так как в зоне плотной упаковки капли находятся в постоянном контакте друг с другом, вертикальная составляющая скорости их движения щ может быть принята одинаковой для всех объемов капель по всей высоте зоны и. Она определяется величиной потока дисперсной фазы гр, коалесцирующего через поверхность раздела, и объемной эффективностью упаковки капель дисперсной фазы т) [c.302]

Поток дисперсной фазы гр> коалесцирующий через поверхность раздела, определяется функцией распределения капель по объему /гр (аг, V), поверхностной эффективностью упаковки капель у границы раздела т гр, временем коалесценции Тгр (у) и диаметром коалесцирующих капель ё [c.302]

Величина потока дисперсной фазы Qd (х) в уравнении (7.93) зависит от концентрации и скорости движения частиц у границы зоны плотной упаковки капель и определяется выражением [c.303]

Здесь т — время коалесценции капли То — время коалесценции без учета влияния толщины зоны плотной упаковки капель ДЯ о — поток дисперсной фазы. [c.308]

Фазовые переходы второго рода происходят в критических условиях, далеких от термодинамического равновесия. Структура вещества, образующегося в подобных условиях, как правило, не образует плотной упаковки и наилучшим образом описывается при помощи математического аппарата фрактальной геометрии. Парамагнитные ядра образующихся в НДС частиц дисперсной фазы можно описать как фрактальные кластеры. Фрактальное описание строения ядра парамагнитных ассоциатов дает ряд преимуществ [11] [c.6]

Глобулы их представляют деформированные шары с плотной упаковкой, они не способны к седиментации и характеризуются структурномеханическими свойствами, похожими на свойства гелей. К эмульсиям такого вида относятся, например, консистентные смазки и др. Для определения дисперсности высококонцентрированных полидисперсных эмульсий В. М. Мартынов предложил уравнение [17] [c.21]

Степень высокоэластичности регулируют изменением температуры, молекулярной массы дисперсной фазы, введением различны добавок. Обычно в высокоэластическом состоянии из НДС формируют углеродные волокна, различные гранулы и др. В твердом состоянии НДС в зависимости от порядка и плотности упаковки частиц мол<ет иметь стеклообразную или кристаллическую структуру. [c.18]

При этом максимальная концентрация дисперсной фазы Ф акс будет зависеть от геометрии упаковки. Для гексагональной и простой кубической плотной упаковки = 1,81 и 1,61 соответственно. Введение этих значений для в уравнение (IV. 186) приводит к двум взаимоисключающим уравнениям вязкости [c.255]

В концентрированных эмульсиях деформация может происходить из-за плотной упаковки капель. Вязкость эмульсий, в которых капли деформируются при сдвиге, возрастает быстрее с концентрацией дисперсной фазы, чем для эмульсий с каплями идентичного размера, окруженными эластичной пленкой. [c.293]

А. М. Рубинштейн предполагает, что фактором влияния дисперсности на активность является пористость, обусловливаемая размерами кристаллов при их упаковке. До некоторой предельной дисперсности кристалличес кого вещества увеличение поверхности и числа микропор сказывается положительно. Вблизи оптимума дисперсности активность растет особенно быстро, так как микропоры [c.150]

Во-первых, для монодисперсных эмульсий из понятия фиктивного грунта Слихтера [1] следует, что в зависимости от упаковки частиц существует критическая величина доли дисперсной фазы кр. При п = пкр. расстояния между поверхностями частиц фазы уменьшаются до нуля следовательно, в этих местах потери на трение будут бесконечно велики, тогда вязкость эмульсии должна стремиться к бесконечности [c.25]

Если бы УС В интервале О < е < 10% возрастала линейно с увеличением Уд, то отношение Уд/е оставалось бы постоянным и зависимость, изображенная на рис. 4.1, в этом интервале имела бы вид прямой, параллельной оси абсцисс, ордината которой равна Уо — скорости движения одиночной капли в неподвижной среде. Однако, как следует из рис. 4.1, резкое падение кривой относительной скорости, а следовательно, и стесненный режим движения, начинается при значениях е, гораздо меньших, чем 10 /о-Летай и Кехат [6] показали, что при заданных скоростях сплошной и дисперсной фаз в колонне в зависимости от величины УС могут существовать три режима 1) дисперсной упаковки (низкие значения УС) 2) плотной упаковки (большие значения УС) и 3) промежуточный (средние значения УС). [c.146]

Режим дисперсной упаковки представляет собой обычный легко устя навливающийся режим работы колонны, который [c.146]

Нас будет интересовать, как изменяется характер движения в системе при изменении параметров до и Рсо- Построим так называемую бифуркационную диаграмму — кривые 5до, со)=0 на плоскости > до< при различных значениях Усо- Здесь - корень уравнения (2.79) или значение объемной концентрации дисперсной фазы в состоянии равновесия. Для движения твердых частиц в жидкости в режиме Ньютона (и =1,78, /=0, Рд>Рс) подобная диаграмма представлена на рис. 2.2 в интервале значений [0,1]. Значения лежащие за пределами ЭТОГО интервала, лишены физического смысла. Для других систем (жидкость—жидкость, газ-жидкость) и режимов движения частиц качественный характер бифуркационной диаграммы не изменяется. Однако следует иметь в виду, что для твердых частиц диаграмма вьшолняется только для значений <р°, соответствующих состоянию плотной упаковки, т. е. до V 0,6. Для деформируемых частиц предельные значения <р° могут быть порядка 0,9 и даже вьпые. [c.91]

НИИ она падает. Объемная концентрация частиц в первом режиме сравнительно невелика, а скорость частиц достаточно высока. Наблюдается интенсивное мелкомасштабное пульсационное движение частиц и значительное перемешивание как сплошной, так и дисперсной фазы по высоте аппарата. Движение частиц во втором режиме носит замедленный и достаточно регулярный характер . Объемная концентрация частиц Bbmie, чем в первом режиме, и при не слишком больших расходах сплошной фазы близка к концентрации плотной упаковки. Продольное перемешивание значительно снижено по сравнению с первым режимом. Частицы соприкасаются друг с другом. Капли и пузыри в этом режиме заметно деформированы. За эти особенности второй режим движения капель и пузырей получил название режима плотной упаковки [156] или плотного слоя [133]. Из-за высокой объемной кош1ентрации частиц, а следовательно, и значительной межфазной поверхности, а также низких значений коэффициентов продольного перемешивания режим движения частиц во взвешенном состоянии имеет преимущества по сравнению с режимом обычного осаждения при проведении процессов тепло- и массообмена. [c.95]

Уравнение наразрывности потока дисперсной фазы в зоне плотной упаковки капель имеет вид [c.302]

Для оценки модели проводилось экспериментальное исследование непрерывного расслаивания в горизонтальном декантаторе смеси винилацетат—вода. Декантатор имел стеклянные прозрачные стенки, что позволило фиксировать картину расслаивания. Основные размеры декантатора длина — 68, высота — 24,5 и ширина — 25 см. Эксперименты проводились при различных расходах и концентрации дисперсной фазы (органической), от режима недогрузки и режима захлебывания. Одновременно проводился расчет при заданных условиях. Параметры А", X и Я оценивались по данным по периодическому расслаиванию данной смеси и составляли К = 0,0025, Х = 0,2, X = 0,005. Параметр К определялся по экспериментальным значениям потока дисперсной фазы через границу раздела фаз, толш,ины зоны плотной упаковки капель и функции распределения капель по размерам у границы раздела, а X и X — по функции распределения капель по размерам соответственно в зоне стесненного осаждения и плотной упаковки. Определение функции распределения капель по размерам производилось с помош ью фотографирования. В табл. 7.3 приведены экспериментальные и расчетные значения объема образующегося дисперсного слоя для различных нагрузок исходной смеси и концентрации дисперсной фазы. Результаты свидетельствуют об удовлетворительном соответствии расчета и эксперимента. [c.304]

Уравнение неразрывности потока капель дисперсной фазы объемом V в зоне плотной упаковки капель с учетом постоянства скорости движения капель зписывается [c.305]

Если поток дисперсной фазы QD в сечении подачи питания больше или равен СоФо , образуется зона стесненного движения капель между точкой ввода питания и зоной плотной упаковки. Однако если то будет происходить накопление ка- [c.306]

При нроввдевии экспериментов фотографическим способом измерялись толщина зоны плотной упаковки капель АЯ функция распределения капель по размерам у границы раздела /гр (у) коалесцируюпщй поток дисперсной фазы через границу раздела ч )аз гр (О- Значение параметра К определяется путем минимизации рассогласования между значениями теоретически рассчитанного и определенного экспериментального потока гр- [c.308]

К концентрироваиньш эмульсиям относятся высокодисперсные системы со сравнительно большим содержанием дисперсной фазы (до 74% об.). Максимальный предел концентрации (74%) относится к моно-дисперсным эмульсиям и соответствует максимально возможному объемному содержанию недеформированных шарообразных тобул независимо от их размера. Реальные нефтяные эмульсии обычно полидисперсны, и предел 74% для них является условным, так как упаковка капель в полидисперсных эмульсиях иная, чем в монодисперсных между большими глобулами могут помещаться мелкие, поэтому содержание дисперсной фазы может быть и большим. [c.21]

К концентрированным эмульсиям относятся высокодисперсные системы с сравнительно большим содержанием дисперсной фазы (до 74 объемн. %). Указанный максимальный предел концентрации относится к моподисперсным эмульсиям и соответствует максимально возможному объемному содержанию недеформированных капель независимо от их размера. Реальные эмульсии получаются обычно л ,лолидисперсными, и этот предел для них является условным, так п<ак упаковка капель бывает иной, чем в монодисперсных эмульсиях, например, между большими каплями могут помещаться мелкие. [c.17]

В [82] крупномасштабные своды формировались в динамике, т. е. при загрузке зерна в модель. Возникает вопрос, вернется ли дисперсная система к устойчивому равновесию с образованием, нанример, крупномасштабного свода, если в рыхлую структуру слоя внести возмущения в виде зон с плотной упаковкой частиц, а также не повлияет ли на процесс сводообразования ограждающее действие стенкп. С этой целью нами был поставлен эксперимент на модели диаметром 390 мм с перемещающимся днищем, в которую засыпались просеянные стеклянные шарики диаметром [c.40]

Магнетит FegOi имеет шпинельную структуру, подобную MgAljOi и представляющую собой кубическую упаковку ионов кислорода, в промежутках между которыми распределены ионы Fe и Fe +. В невосстановленном катализаторе много крупных кристаллов, (рис. 39). Во время восстановления, весь кислород удаляется, но усадки не происходит, поэтому получается очень пористое железо, занимающее тот же общий объем, что и исходный магнетит (см. гл. 2, рис. 9). Эта пористость является важным фактором, влияющим на активность используемого катализатора. Другим важным фактором является дисперсность отдельных кристаллов железа, образованных при восстановлении, которая в основном определяется природой и количеством присутствующих промоторов. [c.159]

В агрегативно устойчивых дисперсных системах после оседания частиц образуется плотный осадок малого седиментационного объема. В агрегативно неустойчивой системе выделяется рыхлый осадок, занимающий большой объем. После декантации получаются системы с минимальной концентрацией дисперсной фазы, отвечающей образованию структуры — пространственного каркаса из частиц дисперсной фазы. Эту концентрацию называют критической концентрацией етруктурообразования. В соответствии с седи-ментационными объемами и концентрациями дисперсной фазы в осадках различают плотную и свободную упаковку частиц. При плотной упаковке концентрация дисперсной фазы максимальна, свободной упаковке соответствует минимальная концентрация дисперсной фазы, при которой может образоваться структурная сетка. При той и другой упаковке характерно наличие предела текучести, который может возникнуть только при контакте частиц [c.374]

Объем свободной упаковки, как и седиментационный объем, возрастает (снижается критическая концентрация структурообра-зования) с увеличением дисперсности, анизометрии частиц дисперсной фазы и образующихся первичных агрегатов. Соприкасаясь своими концами, частицы и их агрегаты образуют ажурную пространственную сетку. Чем выше дисперсность и сильнее анизомет-рня частиц и агрегатов, тем при меньщей концентрации появляется предел текучести. Например, в суспензии кизельгура (легкая пористая горная порода), частицы которого имеют вид пленкоподобных неправильных пластинок, предел текучести наблюдается уже при концентрациях 3,0% (об.). Большими объемами свободной упаковки обладают суспензии с пластинчатыми мицеллами гидроксидов железа и алюминия, с игольчатыми мицеллами пятиоксида ванадия и др. Нитевидные молекулы органических полимеров, [c.375]

Из приведенных примеров видно, что структуры со свободной и плотной упаковкой могут существенно различаться концентрацией дисперсной фазы. Область менаду свободной и плотной упаковкой является областью пластического течения. Поскольку эффективный объем частиц суспензии возрастает благодаря образованию поверхностных слоев и плеиок, то область пластического течения оказывается еще шире. Агрегативно устойчивые системы в отличие от неустойчивых систем практически не образуют структуру, отвечающую свободной упаковке, и поэтому у них мал концентрационный интервал проявления пластических свойств. Пластические свойства этих систем почти всегда проявляются прн концентрациях, близких к плотной упаковке с учетом поверхностных слоев. [c.376]

Характер течения суспензий при разных концентрациях дисперсной фазы иллюстрирует рпс. VII. 12. Кривые течения представлены для водной краскн — охры (природный глинистый пигмент желтого цвета, обусловленного содержанием оксидов и гидроксидов железа). Обращают на себя внимание кривые для суспензий с содержанием охры 9,1 и 17,7% (об.), разграничивающие качественно различные состояния системы. При концентрациях меньше 9,17о водные суспензии охры проявляют ньютоновское течение, которое может наблюдаться только при практическом отсутствии структуры. Прн концентрации от 9,1 до 17,7% характер точения системы соответствует течению структурированных жид-кообразиых тел. Такое течение обычно отвечает концентрациям дисперсной фазы, меньшим критической, при которой наблюдается свободная упаковка частиц, т. е. существует постоянный контакт между частицами [для данной системы эта концентрация равна 17,7% (об.)]. В указанных пределах (от 9,1 до 17,7% ) наблюдается дискретность структуры в системе находятся отдельные структурные элементы (агрегаты), не связанные между собой. [c.376]

Качество материала заготовки во многом определяется равномерным распределением частиц диснерсной фазы в системе. От этого зависит идентичность во всех частях изделия таких характе-р[гстик, как прочность, твердость и др. Неравномерность распределения частиц вызывает наиряжения в изделии, снижающие время службы материала, способствующие неравномерной усадке — искажению размеров, трещинообразованию. Характер расиределения частиц дисперсной фазы по объему изделия зависит от его формы и размеров, от свойств и гранулометрического состава суспензии или порошка, от наличия модификаторов и метода формования. Добавление адсорбирующихся веществ в суспензии и смачивающих жидкостей в порошки способствует скольжению частиц относительно друг друга и тем самым образованию плотной и ненапряженной структуры с равномерным распределенпем частиц. В агрегативно-неустойчивых системах равномерное распределение частиц достигается, например, с помощью вибрационного формования. Вибрация разрывает случайные контакты между частицами И позволяет иостеиенно создать более плотную упаковку в суспензиях [c.389]

Размеры и распределение по размерам дисперсных частиц оказывают значительное влияние на вязкие свойства эмульсий. В большинстве эмульсий частицы дисперсной фазы имеют сферическую форму. Мэнгольд, Гофман и Солф, рассчитавшие пустоты при различной упаковке частиц шарообразной формы и одинакового размера, приводят следующие данные [36] [c.143]

По данным Г. И. Фукс, при повышении концентрации парафина в масле увеличивается отношение макс/> мин ДО некоторого максимума, после чего величина отношения убывает. По мнению автора, это объясняется тем, что малые концентрации парафина в масле образуют молекулярные растворы. При более высоких концентрациях образуются мицеллы или начинается процесс выделения кристалликов парафина. По мере увеличения концентрации дисперсной фазы увеличивается сверхмицеллярное структурообразование, сопровождающееся повышением аномалии вязкости. Снижение величины отношения макс/ мин нри увеличении концентрации парафина сверх некоторого предела является следствием упрочения структур или увеличения компактности упаковки частиц в структуре [47]. [c.129]

Ультрацентрифугированием образец эмульсии М/В разделяется на три слоя верхний слой — отслоившаяся масляная фаза, сред-ни11 — эмульсия, шарики которой находятся в плотной упаковке, нижний — водный слой. После пятиминутного ультрацептрифугиро-вания граница между слоем эмульсии и воды более не изменяется, так как почти вся дисперсная фаза из эмульсии удалена. В этом случае шарики имеют полиэдрическую форму и отделены друг от друга небольшими прослойками. Единственное уменьшение объема этой высококонцентрированной системы может происходить в результате коалесценции. В течение первых нескольких минут ультрацентрифугирования масло отслаивается быстро. Вероятно, изменение сферической формы шариков в полиэдрическую увеличивает площадь поверхности масляной фазы, и эмульгатор, первоначально имеющийся в достаточном количестве, не может адсорбироваться на межфазной поверхности. Следовательно, масло отслаивается с установившейся низкой скоростью. [c.130]

Многие порошки и уплотненные дисперсные материалы проявляют способность к растеканию. При сдвиге, прежде чем отдельные частицы смогут двигаться относительно друг друга, геометрия упаковки становится более рыхлой благодаря первоначальному увеличению в объеме. В сообщениях, содержащих данные по пластическому течению, часто приводят два разных значения напряжения (Хау-винк, 1958). Это экстраполированное предельное напряжение сдвига (отрезок Ьв на рис. 1У.2) и верхнее предельное напряжение сдвига (отрезок ОА). [c.199]

Если представить масляные капельки в виде твердых шаров одинакового диаметра , то теоретически возможно было бы разместить их так, чтобы каждый шар при наиболее плотной упаковке сопр4икасался бы с 12 другими. Такое наиболее тесное скопление, иначе говоря, максимальная концентрация дисперсной фазы имеет место тогда, когда около 74% всего пространства занято шарами. Следовательно, теоретически возможно эмульгировать порядка74% масла в 26% воды. У деформирующихся шаров, каковыми в действительности являются масляные капли, в местах их соприкосновения может происходить искривление поверхности, вследствие чего элемент дисперсной фазы приобретает полиэдрическую форму. Экспериментально установлено, что возможно получение стойких эмульсий с содержанием дисперсной фазы до 99% масс. [c.13]