Пористость мембран средний

Обратноосмотические мембраны отличаются от других типов мембран (ионно-обменных, непористых, ультрафильтрационных) невысокой плотностью поверхностного заряда, малыми размерами пор (г 20 30 А) и отрицательной адсорбцией растворенного вещества, связанной с дальнодействием поверхностных сил. Поэтому в первом приближении можно использовать для расчетов модель незаряженных пор. Ввиду малости размеров пор и неопределенности их геометрии целесообразным упрощением является введение средних скоростей течения жидкости в порах и//и (где т — пористость мембраны), средних коэффициентов диффузии растворенного вещества в поровом пространстве а, также осредненных по сечению пор значений концентрации С и потенциала взаимодействия молекул с поверхностью пор Ф = i//k7. Расчет осредненных значений и Ф применительно к различным моделям пористой структуры (цилиндрические и щелевые поры) сделан в работах [28—30]. [c.300]

Основные виды переноса, учитываемые при расчете проницаемости пористых мембран (концентрационная и кнудсенов-ская диффузии в газовой фазе, поверхностное течение в адсорбированной пленке и фильтрационный перенос в газовой фазе) обычно считают в первом приближении независимыми и вычисляют по среднему значению градиента давления и при среднем значении давления и состава газовой смеси. Это вносит ошибку, однако интегрирование дифференциального уравнения конвективной диффузии в гетерофазной системе, при учете всех механизмов переноса практически невозможно. Таким образом, проницаемость пористой мембраны вычисляется по уравнению [c.64]

В мембранах с более крупными порами с ростом среднего давления селективность процесса значительно ниже предельной, причем наблюдается максимум селективности, смещающийся с ростом <гп) и Р в сторону больших значений Рд. Эти явления вполне объяснимы влиянием концентрационной диффузии, фильтрационного переноса, а также поверхностной диффузии [см. уравнения (2.69) —(2.71)]. Смещение максимума aij при фиксированном значении среднего давления в мембране определяется снижением давления в напорном канале и, следовательно, изменением механизма переноса в прилегающей области пористой мембраны. [c.66]

Уравнение (5) содержит величину п, которую нельзя определить экспериментально. Однако число капилляров на единице площади мембраны п можно выразить через общую пористость и средний радиус пор. Действительно, если т.г с1 — объем отдельного капилляра, то — общий объем всех пор мембраны с площадью А. Следовательно, объем пор, в единице объема мембраны, или общая пористость [c.56]

Согласно уравнению (11) для нахождения среднего радиуса пор мембраны необходимо определить общую пористость W, коэффициент протекаемости ) и толщину мембраны й. Методы определения общей пористости описаны в работе (9). [c.59]

Величину общей пористости мембраны, необходимую для вычисления среднего радиуса пор, находят по уравнению (3), определив предварительно объем, вес в воде водонасыщенной мембраны и ее сухой вес (стр. 54). Зная объем образца водонасыщенной мембраны й его площадь (стр. 59), вычисляют толщину мембраны по уравнению (12). [c.60]

Пористые неорганические мембраны, как и адсорбенты, получают двумя основными путями, определяющими тип возникающей поровой структуры. Корпускулярный скелет пористого тела формируется из порошковой массы в результате спекания отдельных зерен (глобул) в месте контакта. При использовании частиц сферической формы возникающая поровая структура моделируется системой извилистых капиллярных каналов, площадь сечения которых периодически меняется от максимальной до минимальной. Таким путем создают пористые матрицы в форме дисков и трубок из металла, графита, кремнезема. Средний радиус пор в таких композициях колеблется в пределах 10- —10-5 м [1—5]. [c.38]

За последние годы все более широкое применение находит метод электродиализа (рис. 7) средняя камера 1 электродиализатора отделена двумя мембранами 2 от крайних камер 3, в которых находятся электроды 4. Пористые мембраны содержат [c.30]

Разделение смесей газов на компоненты может быть осуществлено при помощи мембранных методов (см. 18.5). Для разделения могут быть использованы как пористые, так и непористые мембраны. В случае применения пористых мембран размер пор должен быть меньше, чем средняя длина свободного пробега молекул. При этом условии перенос молекул газа через мембрану будет происходить за счет так называемой кнудсеновской диффузии. Вероятность столкновения молекул между собой будет пренебрежимо мала по сравнению с вероятностью столкновения молекулы со стенкой 1юры мембраны. Молекулы будут проникать через мембрану со скоростью, обратно пропорциональной корню квадратному из молекулярной массы молекулы. Поэтому при помощи пористых мембран могут разделяться газовые смеси, состоящие из компонентов, молекулярные массы которых заметно различаются. Пористые мембраны отличаются сравнительно высокой проницаемостью, но низкой селективностью. [c.44]

Тип мембраны Средний диаметр пор, нм Пористость Водопроницаемость [л/(м--ч)] при давлении 0,2 МПа и температуре 20 С [c.217]

Как известно, интервал pH, в котором ацетатцеллюлозные мембраны могут использоваться, ограничен 3<рН<8. Поэтому при обработке агрессивных растворов конкуренцию динамическим мембранам могут составить только новые типы синтетических мембран. В среднем проницаемость динамических мембран оказывается выше, чем у лучших образцов полимерных мембран. Это объясняется тем, что адсорбция добавок происходит только на поверхности пористой структуры со стороны прикладываемого давления, подтверждением чему являются исследования срезов подложки под электронным микроскопом. Толшина адсорбционного слоя по исходному веществу при этом. мала. Так, для [c.91]

Соотношение (5.189) следует из того, что заряженная сетка дает практически однородное электрическое поле на расстоянии, равном размеру ячейки сетки. Если же токосъем осуществляется с помощью напыленных на поверхности мембраны металлических пленок, то Rn.a при высокой пористости мембраны может быть оценено по той же формуле (5.189), но в качестве h необходимо брать средний диаметр [c.219]

Для реализации давления Ая скорость течения должна быть достаточно высокой для того, чтобы влияние диффузии было подавлено. Значения внутреннего критерия Пекле должны быть больше 1. При малой скорости течения зависимости и АР) становятся нелинейными и приближаются к началу координат так, как это показано штриховыми линиями на рис. 1.9. Для высокоселективных мембран значения а приближаются к 1. Увеличение размеров пор мембраны, приводящее к снижению ее селективности, уменьшает значения а. Так, для мембран из пористого стекла со средним радиусом пор г = = 0,6 нм а = 0,98, а при увеличении г до 1,85 нм значения а снижаются до 0,4. [c.26]

Влияние концентрационной диффузии и фильтрационного переноса на селективность процесса разделения газовых смесей в пористых мембранах исследовалось в работе [20]. На рис. 2.8 приведены результаты расчетов фактора разделения ац, как функции отношения давлений в дренажном и напорном каналах, для смесей N2 и СО2 при различных значениях эффективного радиуса пор, среднего давления газа в мембране и температуры процесса. Видно, что селективность процесса максимальна при малых размерах пор и низком среднем давлении в мембранах, т. е. в условиях, исключающих концентрационную диффузию и фильтрационный перенос и соответствующих свободномолекулярному течению газа в порах мембраны [c.66]

Рассмотрим особенности процессов массопереноса в пористых и непористых мембранах. Существуют как неорганические пористые мембраны, так и полимерные пористые мембраны. Матрицы пористых мембран, применяемых ддя мембранного разделения газов, имеют средние радиусы пор в пределах от 1,5 нм до 200 нм. На ироцессы переноса кошюнептов газа в таких мембранах, оказывают влияние структурные характеристики пористой среды. К их числу относится пористость П, т. е. объемная доля пор, суммарная поверхность всех пор в единице объема пористого тела Sy, средний диаметр пор d. Больщое значение имеет также распределение пор по размерам и степень извилистости каналов. [c.418]

Пористость - это степень открытости мембраны, которая характеризуется количественно объемом пустот в ней, тогда как под размером пор понимают средний диаметр отдельных пор. [c.74]

Определив средние значения коэффициента протекаемости, общей пористости и толщины мембраны, вычисляют средний радиус пор по уравнению (11). [c.61]

Ускорение процесса диализа достигается наложением электрического поля (электродиализ), при этом также повышается эффективность разделения, особенно в конце, когда неравенство концентраций ионов по обеим сторонам мембраны становится меньше. Подвергаемый диализу раствор вводят в среднюю из трех камер, где его тщательно перемешивают. Две мембраны отделяют среднюю камеру от боковых камер, в которых расположены электроды. Через боковые камеры непрерывно поступает чистый растворитель. При прекращении перемешивания раствора в средней камере диализатора коллоидные частицы, имеющие собственный заряд или приобретающие заряд в процессе адсорбции ионов, движутся в электрическом поле и накапливаются у одной из мембран, где вследствие увеличения концентрации и плотности опускаются на дно диализатора и могут быть в дальнейшем отделены (процесс электродекантации). При помощи диализа можно разделить небольшие частицы растворов электролитов и частицы коллоидных растворов или высокополимерных веществ. Диализ позволяет определить молекулярный вес соединений и контролировать процессы образования молекулярных ассоциатов, сольватов и т. д. Применяя мембраны соответствующей пористости, можно проводить разделение частиц коллоидных растворов различной величины (ультрафильтрование) [77]. [c.386]

Большое значение имеет применение пористых мембран для электродиализа (см. стр. 38). При достаточно высокой пористости мембран числа переноса ионов в мембранах мало изменяются по сравнению с таковыми в водных растворах так, например, Григоров показал, что число переноса С1- -ионов в коллодийной мембране с размером пор выше 65 ти [X равно 0,504, как и в свободном растворе. В этом случае мембрана является электрохимически неактивной, хотя коллодийные мембраны, как и большинство других мембран, приобретает в растворе электролитов отрицательный заряд (положительный заряд приобретают белковые мембраны). Электрохимически неактивные мембраны лишь отделяют среднюю камеру от электродных камер, препятствуя перемешиванию очищаемого раствора и продуктов электролиза, уносимых с водой. [c.215]

Для измерений применяют установки различного тниа пример одной нз них приведен на рис. XII. 12. Пористая мембрана /, зажатая между фланцами 2 и 3, разделяет два симметричных сосуда 4 с отсчетными капиллярными трубками 5 и неполяризующимися электродами (Си/Си304 — агар) 6. Ячейку згполняют раствором электролита так, чтобы мениски жидкости находились в средней части градуированных трубок. Соединяя электроды с внешним источником тока, измеряют объем V жидкости, перемещающийся за время 1 в капиллярных трубках вследствие электроосмоса в мембране I. Для расчетов используют среднее значение скорости Зср = (1 + нивелируя таким образом изменения V, связанные с тепловым расширением. Измерения повторяют несколько раз, меняя направление тока. Значение / среднее за период измерения) определяют по милли- [c.195]

Для измерений применяют установки различного типа пример одной из них приведен на рис. ХП.12. Пористая мембрана 1, зажатая между фланцами 2 к 3, разделяет два симметричных сосуда 4 с отсчетными капиллярными трубками 5 и неполяризующимися электродами (Си/Си304 — агар) б. Ячейку заполняют раствором электролита так, чтобы мениски жидкости находились в средней части градуированных трубок. Соединяя электроды с внешним источником тока, измеряют объем V жидкости, перемещающейся за время ( в капиллярных трубках вследствие электроосмоса в мембране Для расчетов используют среднее значение скорости Сер == (V У )/2(, нивелируя таким образом изменения V, связанные с тепловым расшйрением. Измерения повторяют несколько раз, меняя направление тока. Значение / (среднее за период измерения) определяют по миллиамперметру, а значения т), е и к берут из таблиц . При выполнении измерений необходимо, чтобы уровни жидкости находились на одной высоте это исключает влияние гидростатического давления . [c.215]

Экспериментальные исследования капиллярного осмоса [9] проводились на установке, устройство которой ясно из рис. Х.2. Мембрана 1 из пористого стекла (средний радиус пор г 10 мкм), разделяет объемы 2 я 3, где поддерживалась различная концентрация раствора. Шунтированием растворов трубкой 4 (с большим диффузионным сопротивлением) снимался конвективный перенос под действием разности давления. Перенос массы из одного объема в другой мог происходить только в результате диффузии через мембрану и капиллярно-осмотического течения, что и учитывается уравнением, (Х.19). Для измерения потока растворенного вещества была применена радиоиндикаторнаяметодика. Количество меченых молекул, перешедших из одного объема в другой, измерялось детектором р-излучения 5, установленным над поверхностью раствора с меньшей концентрацией. Перевод измеренных значений активности раствора I в концентрацию С осуществлялся на основе предварительной тарировки. [c.294]

Влияние температуры на разделение водных растворов проявляется особенно сложно в мембране, когда молекулы растворенного вещества и воды сами могут проявлять изменяющееся сродство к воде, вследствие чего ступенчатое увеличение кинетической энергии может привести к отклонению в поведении воды при растворении определенных веществ и не вызывать отклонения при растворении других веществ. Увеличение давления обычно приводит к увеличению скорости проникания данного вещества через мембрану. Это влияние давления может быть нивелировано за счет мембранной структуры при различных взаимодействиях между мембраной и проникающими веществами (и между самими проникающими веществами), концентрации раствора и зарядных характеристик мембран и растворенного вещества. Кроме того, повышение давления сверх некоторого значения приводит к сжатию самой мембраны, в результате чего уменьшаются свободный объем (пористость) и проницаемость. С повышением давления изменяется не только средняя пористость мембраны, но также может уменьшаться пористость по толщине мембраны со стороны высокого давления. Например, при давлении раствора 68,95 МПа наблюдалось 20-кратное изменение проницаемости мембраны при этом 50% падения давления приходилось на последние слои мембраны, составляющие 20% от ее толщины [137]. При поддерживании высокого давления происходит изменение свободного объема в поверхностном случае, в то время как нагревание вызывает сжатие во всех трех изм >ениях. Оба эффекта действуют синергетично, что приводит к уменьшению пористости. [c.76]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО РАДИУСА ПОР МЕМБРАНЫ ПО ОБЩЕЙ ПОРИСТОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТУ ПРОТЕКЛЕМОСТИ [c.56]

Для того чтобы иметь представление о соотношениях между диффузией, электроосмосом и электролизом в процессе электродиализа, рассмотрим электродиализ при режиме, когда все три камеры электродиализатора наполнены раствором K l одинаковой концентрации. В процессе электродиализа с двумя электрохимически активными мембранами (с разницей чисел переноса между ними) будет происходить уменьшение концентрации КС1 в средней камере. Если мы имеем дело с двумя отрицательно заряженными мембранами (в данном случае двумя коллодиевыми различной пористости), то электроосмотический перенос раствора будет направлен из анодной камеры в среднюю и из средней камеры в катодную. При этом, очевидно, следует учесть только диффузию из анодной камеры в среднюю, но не из катодной камеры в среднюю, так как в последнем случае она направлена против электроосмотического переноса. Поправка на электроосмотический перенос вводилась нами на основании результатов параллельных опытов по злектроосмосу для анодной и катодной мембраны. Зная количество перенесенного раствора на V [c.180]

Мембранное газоразделение-разделение на компоненты газовых смесей или их обогащение одним из компонентов. При использовании пористых перегородок с преим. размером пор (5-30)-10 мкм разделение газов происходит вследствие т. наз. кнудсеновской диффузии. Для ее осуществления необходимо, чтобы длина своб. пробега молекул была больше диаметра пор мембраны, т. е. частота столкновений молекул газа со стенками пор превышала частоту взаимных столкновений молекул. Поскольку средние скорости молекул в соответствии с кинетич. теорией газов обратно пропорциональны квадратному корню их масс, компоненты разделяемой смеси проникают через поры мембраны с различными скоростями. В результате пермеат обогащается компонентом с меньшей мол. массой, концентрат-с большей. Коэф. разделения смеси = и,/ 2 = (Мз/М,) , где 1 и 2-числа молей компонентов соотв. с мол. массами М1 и М2. В реальных условиях весьма трудно с помощью пористых мембран обеспечить чисто кнудсе-новский механизм разделения компонентов. Это объясняется адсорбцией или конденсацией их на стенках пор перегородки и возникновением дополнительного т. наз. конденсационного либо поверхностного газового потока, наличие к-рого приводит к снижению К . [c.25]

Этот вывод получил дальнейшее подтверждение в опытах с фильтрацией растворов КС1 через неселективные стеклянные мембраны с жесткой пористой структурой [18]. При этом было обнаружено постепенное снижение вязкости воды при росте концентрации электролита и приближение к вязкости объемного раствора при С = 2 моль/л. Значения вязкости также определялись из сравнения полученных коэффициентов фильтрации для водных растворов е коэффициентом фильтрации неполярного I4. Средний диаметр пор стекла, найдепный из скоростей фильтрации СС1 , составлял около 1Q0 А. Эти результаты можно объяснить, предположив, что при повышении концентрации ионов усиливается их влияние на структуру воды, что ослабляет дальнодействие гидрофильной поверхности стекла и силикатов. [c.200]

Мембранное газоразделение. Это процесс разделения на компоненты газовых смесей или их обогащение одним из компонентов. При использовании пористых мембран с преимущественным размером пор 0,005-0,03 мкм разделение газов происходит вследствие так называемой кнудсеновской диффузии. Для ее осуществления необходимо, чтобы длина свободного пробега молекул была больше диаметра пор мембраны, т.е. чтобы частота столкновений молекул газа со стенками пор превышала частоту взаимных столкновений молекул. Поскольку средние скорости молекул в соответствии с кинетической теорией газов обратно пропорциональны квадратному корню их масс, компоненты разделяемой смеси проникают через поры мембраны с различными скоростями. В результате пермеат обогащается компонентом с меньшей молекулярной массой, ретант (концентрат) - с большей. Коэффициент разделения смеси Кр = / 2 = где и 2 число молей компонен- [c.331]

Чувствительным элементом датчика второго типа (рис. 5.15) является мембрана. При подаче рабочей среды мембрана прогибается, перемещая толкателем среднюю контактную пружину до промежуточного положения между верхним и нижним контактами. При увеличении давления до значения верхней уставки контакт средней пружины замыкается с верхним контактом. При уменьшении давления до значения нижней уставки контакт средней пружины замыкается с ннжним контактом. Нижний и верхний пределы уставки датчика выбирают исходя из запорных свойств пористой структуры электрода. [c.241]

ФРГ) под марками 1) ультрацеллафильтры (U F)] 2) осмометрические мембраны (ОМ) и 3) осмометрические мембраны—Т(ОМ-Т). Последние предназначены для определений осмотичес-кого давления при высоких температурах (до 130 °С). Мембраны марки U F различаются по степени пористости наиболее пористые (U F f), средней пористости (U F ff) и наименее пористые U F fff). Приводим (согласно литературным данным и данным фирменных про-спектов) средний диаметр пор (d, ммк) и p . le. Сосуд для Л критич.. т. е. наиболее низкий МВ, для оп- осмометра ределепия которого применима данная мембра-на при измерениях осмотического давления крышка 4 и 5-т руб-растворов полимеров в органических раствори-телях [c.51]

Если давления в напорном и дренажном каналах, разделенных пористой мембраной, различны, будет происходить перенос газа через мембрану. Перенос газа может осуществляться за счет различных механизмов. В сравнительно крупных порах, диаметр которых порядка 10 мкм и более, преобладает вязкостный поток. Поскольку силы инерции в данном случае не играют никакой роли, силы давления, пропорциональные Дрсилами вязкого трения, пропорциональными xwd. Здесь Др — разность давлений в напорном и дренажном каналах, d — средний диаметр пор, W — средняя скорость газа в порах мембраны. Поэтому скорость движения х аза через мембрану w будет Apd [c.418]