Межфазная поверхность измерение

Наиболее доступными для экспериментального измерения поверхностного натяжения являются системы жидкость — газ и жидкость — л<идкость. Существующие методы дают возможность измерять о при неподвижной межфазной поверхности (статические) и при движущейся поверхности раздела (динамические). Недостатком динамических методов является сложность их аппаратурного оформления. Кроме того, для надежного измерения поверхностного натяжения растворов, и, в частности, растворов ПАВ, необходимо их выдерживать определенное время для установления равновесия в поверхностном слое. [c.11]

IX-1-3. Сопротивление массопередаче в жидкой фазе и межфазная поверхность. Для оценки влияния химической реакции на скорость абсорбции газа необходимо знать величины и ав отдельности. Величина объемного коэффициента kiO. может быть легко измерена путем абсорбции с учетом сопротивления в газовой фазе или при полном устранении сопротивления со стороны газа в таких измерениях. Если независимо от этого определить а, то по величинам к а [c.207]

В главе рассмотрены и некоторые другие относительно простые реакции. Одни из них представляют практический интерес для промышленности, другие могут быть использованы для проверки теории или для измерения таких важных параметров, как межфазная поверхность контакта жидкости и газа. [c.237]

Абсорбция кислорода сульфитными растворами применялась также для измерения межфазных поверхностей в абсорбционных [c.257]

При выполнении этих условий величина межфазной поверхности А на данном участке аппарата может быть определена путем измерения скорости абсорбции либо чистого кислорода, либо кислорода из воздуха, имея в виду, что [c.258]

Определение межфазной поверхности (каталитическим окислением раствора сульфита и геометрическими измерениями) и затрат энергин на перемешивание в реакторах периодического действия. [c.286]

Применение статистического стереометрического метода [33, 35, 36] измерения межфазной поверхности позволило абстрагироваться от конкретных геометрических форм, составляющих газожидкостную структуру, и вместе с тем произвести определение именно геометрической ПКФ. Результаты измерения ПКФ для систем воздух — вода и растворов электролитов показали, что зависимость удельной объемной ПКФ от скорости газа в аппарате имеет экстремальный характер с небольшим максимумом Яг в интервале и = = l-fl,5 м/с. [c.75]

Рис. 111-38. Зонд для измерения межфазной поверхности методом рассеяния света

Для точности проводимых измерений кольцо должно лежать строго на межфазной поверхности. Тонкие платиновые кольца легко деформируются, поэтому применяют толстые кольца. [c.167]

При попытке применить эту математическую модель к экспериментальным системам, в конце концов становится очевидным, что должно быть принято какое-то решение для уточнения положения разделяющей поверхности Гиббса. Из уравнения (1) очевидно, что сумма инвариантна, но индивидуальные значения членов меняются в зависимости от условных объемов, приписываемых каждой из объемных фаз, т. е. в зависимости от положения разделяющей поверхности. Эта свобода математического выбора в теории была использована Гиббсом для упрощения получающихся термодинамических уравнений и, следовательно, для облегчения экспериментальной интерпретации измеренного значения д. К сожалению, единственного условия в отношении положения разделяющей поверхности Гиббса недостаточно, чтобы упростить все термодинамические задачи, связанные с жидкими межфазными поверхностями, и современный исследователь должен ясно сознавать различие используемых условий, во избежание ошибок в интерпретации экспериментальных результатов. [c.41]

Естественно, что наиболее интересно продемонстрировать теорию на примере физической системы. В качестве последней выберем бинарную систему бензол—вода, для которой, вероятно, имеются наилучшие значения у. Приводим измеренные термодинамические данные межфазной поверхности системы бензол— вода [c.78]

Рис. 111-37. Пояснение принципа оптического измерения межфазной поверхности.

Диффузионные методы основаны на использовании уравнений, определяющих скорость массопередачи в дисперсных системах, и вычислении по какому-нибудь из этих уравнений межфазной поверхности (поверхности массообмена), если остальные величины в нем известны или могут быть рассчитаны. Такой метод измерений применяется для систем газ—жидкость, когда газ вступает с жидкостью в быструю необратимую химическую реакцию первого порядка. В этом случае коэффициент массопередачи практически не зависит от гидродинамического состояния жидкости, поэтому скорость массопередачи в данной системе пропорциональна межфазной поверхности [239]. Достоинством такого метода является то, что он дает (в отличие от других методов) сразу среднее значение межфазной поверхности для всего аппарата. [c.154]

Единицы измерения коэффициента теплоотдачи зависят от единиц измерения остальных величин в уравнении ( 1-15). Чаще всего применяются следующие единицы измерения С а — кмоль А/м , Р — м , Оа — кмоль/ч тогда коэффициент массоотдачи измеряется в м/ч. Знак плюс перед коэффициентом массоотдачи в уравнении (У1-15) означает, что массообмен происходит в направлении от ядра фазы к межфазной поверхности, а знак минус , что направление массообмена — обратное, т. е. от межфазной поверхности к ядру фазы. [c.299]

Ранние экспериментальные исследования массообмена в аппаратах с мешалками приводили к получению так называемых объемных коэффициентов массоотдачи и массопередачи (отнесенных к единице объема сплошной фазы или обеих фаз). Только в последние годы измерения межфазной поверхности и диаметра частиц (пузырьков, капель) создали возможность вычисления поверхностных коэффициентов массоотдачи и массопередачи (отнесенных к единице межфазной поверхности системы). Такие коэффициенты в меньшей степени зависят от интенсивности перемешивания (повышение интенсивности перемешивания способствует в основном увеличению межфазной поверхности системы). [c.311]

Сплошная фаза. В настоящее время проведено большое количество исследований массообмена во время перемешивания в системе жидкость—газ. В большинстве случаев результаты исследований обработаны относительно произведения кса = к с, так как лишь совсем недавно были разработаны методы измерения межфазной поверхности [4, 28, 64, 80]. На основе выполненных разными авторами исследований можно принять, что коэффициент массоотдачи зависит от следующих переменных [c.332]

Недостатком пленочной теории является игнорирование гидродинамической обстановки вблизи межфазной поверхности, вклада молекулярной и турбулентной диффузии, роли физических и геометрических параметров системы. Величину б можно рассматривать как толщину некоторой воображаемой пленки, эквивалентной по сопротивлению переходу вещества из данной фазы к межфазной поверхности в конкретных условиях процесса массообмена. Так как на практике не оправдывается линейная зависимость М О, то не исключено, что сама величина б является функцией не только упомянутых факторов, но также и коэффициента молекулярной диффузии О. Непосредственное измерение [c.443]

По уравнениям (а) количество переходящего вещества в пределах каждой фазы в единицу времени пропорционально величине межфазной поверхности и разности концентраций на этой поверхности и в основной массе данной фазы. Коэффициенты Ку и Кх, выражающие количества вещества, переходящего из одной фазы в другую в единицу времени через 1 м межфазной поверхности при движущей силе, равной единице (у — Уп 1 или — х = 1), называются коэффициентами массоотдачи. Размерность последних зависит от выбранных единиц измерения массы переходящего вещества М и его концентраций у я х. Так, если выразить М в кг, а у я х — в кг/кг, то величины Кх и Кх будут выражены в кг- м" - ч (ед. дв. силы) если же М выразить в кмоль, а у я X — в кмоль/кмоль, то /С2 и К будут выражены в кмоль- м" - ч" (ед. дв. силы)"1. [c.444]

Задача оценки переменных состояния химико-технологического процесса, к которым можно отнести температуру, дав.ттение, составы фаз, расходы жидких и газообразных среди т. д., состоит в том, чтобы по показаниям измерительных приборов, функционирующих в условиях случайных помех, восстановить значения переменных состояния системы, наиболее близкие в смысле заданного критерия к истинным значениям. Применительно к химико-технологическим процессам важность решения задач оценки переменных состояния и определения неизвестных параметров модели объекта имеет три аспекта открывается возможность получать непрерывно информацию о тех переменных состояния слон<-ного объекта, непосредственное измерение которых невозможно по технологическим причинам (например, концентрации промежуточных веществ, параметры состояния межфазной поверхности, доля свободных активных мест катализатора и т. п.) реализация непрерывной (в темпе с процессом) оценки переменных состояния и поиска неизвестных параметров модели создает предпосылки для прямого цифрового оптимального управления технологическим процессом решение задач идентификации решает проблему непрерывной оптимальной адаптации нелинейной математической модели к моделируемому процессу в условиях случайных помех и дрейфа технологических характеристик последнего, что необходимо для осуществления статической и динамической оптимизации. [c.283]

Для измерения обычно используют зонд, который помещается в перемешиваемую эмульсию для измерения локального значения межфазной поверхности и, следовательно, среднего размера капель. [c.316]

Несмотря на кажущуюся простоту надежные варианты такого метода были разработаны лишь в последнее время. Это связано с необходимостью контролировать величину межфазной поверхности эмульсии, что совершенно обязательно для доказательства кинетического режима. Измерение скорости экстракции в зависимости лишь от интенсивности перемешивания не дает однозначного ответа на вопрос о том, достигнут ли кинетический режим. [c.400]

Убедительно доказывает возможность разрыва по межфазной поверхности метод реплик, применяемый при электронно-микроскопическом исследовании поверхности. В основе этого метода лежит предположение о том, что отделение реплики от субстрата происходит по границе раздела, т. е. чисто адгезионно. Это предположение неоднократно проверялось. Было обнаружено, что размеры микрофибрилл, получаемых при измельчении волокон, измеренные электронно-микроскопическим методом на просвет, совпадают с размерами, полученными методом реплик, снятых с поверхности волокон [10]. Размеры кристаллов полимеров, например толщина слоев в пластинчатых кристаллах, измеренные рентгенографически и методом реплик, совпадают [11—13]. При отсутствии адгезионного разрушения такие совпадения вряд ли могли бы быть. Адгезионное разрушение различных систем адгезив — субстрат неоднократно описано [7 8 9, с. 123 14—19]. Разумеется, утверждать, что на поверхности субстрата (или наоборот) после разрушения системы адгезив — субстрат отсутствуют следы адгезива, вряд ли возможно, поскольку точность современных методов оценки характера разрушения ограничена. Возможно, на поверхности субстрата, особенно в неровностях и углублениях, и остаются мельчайшие, не фиксируемые экспериментально следы адгезива. На этом основании формально можно сделать вывод об отсутствии чисто адгезионного разрушения [2]. Разумеется, серьезно оспаривать подобные утверждения нецелесообразно. К вопросу о характере разрушения адгезионных соединений мы будем неоднократно возвращаться. Здесь уместно отметить одну из причин чисто адгезионного разрушения систем адгезив — субстрат. Дело в том, что межфазная поверхность в гетерогенной системе наиболее ослаблена из-за концентрации механических напряжений. Поэтому при отсутствии достаточно прочных молекулярных связей на границе раздела адгезив — суб- [c.162]

Взвешенные в воде вещества минерального происхождения обычно содержат легкоподвижные обменные катионы, способные в результате диссоциации образовывать вокруг частиц диффузионные оболочки. Вследствие этого поверхность частиц таких взвесей заряжена всегда отрицательно. Электростатистическое состояние межфазной поверхности в дисперсных системах характеризуют величиной -потенциала, определяемого на основании электрокинетических измерений (см. стр. 134). При значениях >30 мв коллоидные системы устойчивы, так как энергия отталкивания, возникающая между частицами вследствие деформации диффузных электрических слоев в достаточно узком зазоре между ними, и соответствующее ей расклинивающее давление препятствуют укрупнению дисперсной фазы в результате слипания частиц [18]. [c.29]

Как указано ниже (см. раздел 1Х-1-5), межфазная поверхность, эффективная для физической абсорбции, вероятно, меньше обш,ей эффективной поверхности при наличии в жидр ой фазе химического превращения растворенного газа. Следовательно, значения которые получаются делением к а на а (при определении величины делимого из опытов по физической абсорбции, а делителя — по результатам измерения скорости абсорбции, сопровождаемой химической реакцией), вероятно, занижены. Поэтому значения к , представленные на рис. 1Х-2, могут быть использованы для расчета абсорбционных аппаратов с соответствующим запасом надежности. [c.214]

Значения а, представленные на рис. IX-1, определены при абсорбции газов концентрированными растворами реагентов. Поэтому они примерно соответствуют значениям Ош для испарения воды, имеющимся в литературе. Онда и др. показали, что величины смоченной поверхности и межфазной поверхности, найденной по результатам измерения скорости абсорбции Oj растворами NaOH, одинаковы. Приведенное уравнение (IX,28) получено обобщением экспериментальных данных для смоченной поверхности, но фактически оно дает значения а, достаточно близкие представленным на рис. IX-1. [c.219]

Де Ваал и Бик ддя измерения межфазной поверхности в насадочной колонне с кольцами Рашига размером 25 мм использовали раствор сульфита, содержащий в качестве катализатора кобальт. Значение к для этого раствора при 30 °С было около 3-10 л моль сек). Кислород абсорбировался нз воздуха. Значения к и а оказались равными 5-10" см1сек и 1,75 см соответственно при скорости жидкости, отнесенной к полному сечению колонны. О, И см сек (эти цифры получены после исправления ошибки, допущенной названными авторами в отношении кинетики реакции). Приняв А = 0,21-5,8-10 = 1,2-10" моль/см , находим [c.258]

I Осевая дисперсия жидкости. II Измерение межфазной поверхности (путем абсорбции i Oj раствором NaOH). [c.279]

M Neil К- М., Сап. J. hem. Eng., 48, 252 (1970). Измерение межфазной поверхности и скорости обновления этой поверхности на колпачковых тарелках (на основе каталитического изменения константы скорости реакции псевдопервого порядка). [c.285]

Кюнне [11б] подробно исследовал гидравлику противоточных колонн с насадкой из орошаемых пластин. Опыты были проведены при комнатной температуре и атмосферном давлении с применением системы воздух—вода. Кюнне приводит методику измерений и предлагает метод расчета гидравлического сопротивления и верхней предельной нагрузки по газовой фазе. Один из методов экспериментального определения площади межфазной поверхности в системе газ—жидкость для пленочных колонн предложен Антоновым с сотр. [11 з]. [c.49]

Величина ВАХ состоит из — геометрической величины, нол> Т1аемон из числа конечных элементов, на которые разделен радиус реактора (зависит от точности измерений) ж В — величины, зависящей от температуры п активности межфазной поверхности. [c.260]

Уравнение Гиббса часто применяют для вычисления адсорбции на межфазных поверхностях эмульсий М/В. Благодаря значительной межфазной поверхности, эмульсии являются удобными системами для определения адсорбции посредством измерения падения концентрации эмульгирующего агента. Кокбейн (1954) успешно измерил поверхностные концентрации додецилсульфата натрия на межфазной поверхности эмульсии типа М/В и показал применимость уравнения Гиббса. Трудности возникают, когда замедляется достижение постоянного значения поверхностного или межфазного натяжения, например, в случае сильно разбавленных растворов, следов высоко поверхностно-активных примесей или при наличии макромолекул. Во-первых, все методы, связанные с увеличением межфазной поверхности — например, метод счета капель или метод дю Нуи — дают завышенные результаты (Педдэй и Расселл, 1960). Во-вторых, применение равновесной формулы к системе, поверхностное натяжение которой все еще медленно уменьшается (например, протеины), является сомнительным, так как скорость понижения а может быть [c.85]

Простой, гго очень трудоемкий метод изучения ф.токуляции заключается в разбавлении образца эмульсии и подсчете числа частиц в единице объема под микроскопом. При этом смешение должно быть осторожным разбавляющая среда может быть защитным гидрофильным коллоидом (таким как желатин) или неионным детергентом. Кинг и Мукерджи (1939, 1940) использовали этот метод при изучении скорости коалесценции, опи определяли распределение частиц ио размеру для получения межфазной поверхности эмульсий как функции времени. Для облегчения измерения и подсчета капли фиксировали в слабом геле желатина и увеличенное оптическое изображение проектировали на экран. [c.104]

Гетерогенность, или многофазность, объектов коллоидной химии, в частности нефтяных систем, является признаком, указывающим на наличие межфазной поверхности или поверхностного слоя. Дисперсность, оценивающая степень раздробленности системы, — второй признак, который определяется размерами частиц дисперсной фазы в трех измерениях. Гетерогенность, или наличие межфазной поверхности, обусловливает наличие определенного уровня поверхностного межфазного натяжения. Произведение значения поверхностного натяжения на площадь поверхности дисперсной частицы считается поверхностной энергией частицы. [c.33]

Следует упомянуть, что Дерягин, основываясь на экспериментальных данных для тех случаев, когда измеренное положительное расклинивающее давление (+ П) необъяснимо с точки зрения существующей теории, ввел понятие сил третьего рода . Он считает, что эти силы связаны с предполагаемым существованием около межфазной поверхности полимолекулярного сольватного слоя дисперсной фазы, имеющего особую структуру. Очевидно, что ни молекулярная, ни макроскопическая теории эффектов, связанных с вандерваальсовым взаимодействием, не могут помочь в обосновании подобной концепции, поскольку обе теории рассматривают тонкие слои как бесструктурные образования. Эти представления вместе с представлениями об изменении концентрации в тонких слоях, обусловленном дальнодействующими вандерваальсовыми силами, выражают, по нашему мнению, наиболее новые и перспективные направления в рассматриваемой области. Заслуживает также внимания остроумная идея Мартынова о том, что изменение [c.219]

Недавние теоретические работы [6, 7 ] по капиллярноволновой теории толщины межфазной поверхности [12, 131 (так называемая теория БЛС ) были подтверждены оптическими измерениями Уэбба с соавт. [8], которые относятся к экстраполяции трактовки БЛС в критическую область. [c.65]

Теория эффекта кривизны получила дальнейшее развитие и объяснение благодаря гидростатическим исследованиям межфазных поверхностей, проведенных Баффом [4—6], и анализу межфазных поверхностей методом неравновесной термодинамики Дефэй, Пригожиным и др. [7, 8]. Несколько полуколиче-ственных исследований эффекта кривизны [9—15] подтвердили эти теории и обеспечили оценку его величины. Однако к настоящему моменту для измерения эффекта кривизны было сделано всего лишь восемь попыток [16—23] при использовании только четырех различных экспериментальных методик. Как выяснилось, из этих восьми исследований только методика многокомпонентной нуклеации жидкость—жидкость Нильсена с соавт. [21, 22] является достаточно точной для определения эффектов кривизны. [c.246]

Величина Ку, соответствующая аддитивности диффузионных сопротивлений в обеих контактирующих фазах, называется к о-эффициентом массопередачи. Последний имеет ту же размерность, что и коэффициенты массоотдачи К1 и /С , но характеризует кинетику массообмена не в пределах одной фазы, а во всей рабочей системе. В промышленных массообменных аппаратах между газами (парами) и жидкостями, а также между двумя несмешивающимися жидкостями, особенно, когда одна из контактирующих фаз находится в дисперсном состоянии, межфазная поверхность Р не всегда поддается непосредственному измерению. В таких случаях часто пользуются не повер хностными (описаны выше), а объемными коэффициентами массоотдачи и массопередачи, выражаюи ими количество веи ества, пере-ходяш его за единицу времени в 1 м рабочего объема аппарата при движущей силе процесса, равной единице. Обозначив эти коэффи- [c.445]

Для определения межфазной поверхности и уровня легкой фазы в легко доступных положениях иногда еще пользуются традиционными уровнемерами плавающего типа. Но для того чтобы отмечать движение поверхности раздела органическая — водная фазы, применяются емкостные зонды. Для измерения верхнего уровня, а также выявления аварийных ситуаций нашел применение термистер. [c.115]

Наиболее широко распространенным методом измерения размера капель и межфазной поверхности является метод, основанный на определении светопропускания эмульсий и развитый первоначально в работах Лонглоиса и др. [99]. Принципиально он основан на законе Вера [c.315]

Следуя обобщению Абрамзона и Когана [38], реакция почти полностью протекает в водной фазе, если в реакции в системе жидкость — жидкость принимают участие ионные и неионные реагенты. На этом основании Мансури и Мадден приняли, что процесс восстановления происходит в водной фазе. Затем они предложили две возможные модели для объяснения своих результатов. Одна из них включает массопередачу, сопровождаемую быстрой реакцией псевдопервого порядка, согласно другой,— процесс определяется массопередачей. Последняя кажется более вероятной. С другой стороны было выведено уравнение скорости процесса, отражающее прямую пропорциональную зависимость между скоростью восстановления и поверхностью контакта фаз. Затем они предложили использовать этот метод для измерения поверхности контакта фаз, однако это предложение весьма сомнительно. Прямая пропорциональность между скоростью восстановления и межфазной поверхностью требует, чтобы коэффициент массопередачи был постоянным. Сложная зависимость коэффициента от межфазных явлений и вза- [c.373]

Результаты измерений поверхностной вязкоэластичности, полученные с использованием торсионного поверхностного вискозиметра [62—65], а также по методу, разработанному Майгей-мером и Шехтером [66], привели к выводу о полной аналогии поверхностной и объемной реологии при условии, что измерения реологических свойств поверхностных слоев проводятся на плоской межфазной поверхности. [c.162]

Измерение работы смачивания твердой поверхности растворами различных ПАВ позволяет сопоставить их способность адсорбироваться (поверхностная активность) на данной твердой поверхности. Гидрофилизация (в общем случае лиофилизация) твердых тел под влиянием ориентированной адсорбции ПАВ на межфазной поверхности имеет большое значение в ряде областей применения ПАВ. Так, стабилизация латексов и дисперсий полимеров поверхностно-активными веществами в большой степени связана с гид-рофилизацией поверхности латексных глобул и снижением межфазного натяжения на границе каучук — водная среда. [c.163]

Девисом и Восе (1965) и Шелудко и Тиссен (1966). Большинство авторов нашли, что для данного ПАВ имеется максимум затухания, величина которого превышает предсказанную Левичем для твердых нерастворимых монослоев. Основная часть энергии затухания рассеивается микроциркуляционными токами, возникающими в жидкости ниже поверхности раздела под действием градиента новерхностного натяжения. Ван ден Темпель и ван ден Рит успешно разрешили эту проблему для случая, когда влиянием вязкости поверхностного слоя можно пренебречь. Измерения коэффициента затухания на межфазной поверхности масло — вода не были проведены, но можно с уверенностью предположить, что они основаны на тех же принципах, что и для поверхности раздела воздух — вода. [c.88]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология