Увеличение - поверхность - раздел - фаза
Cтраница 4
 |
Вертикальный газонефтяной сепаратор с тангенциальным вводом. [46] |
Принцип действия сепаратора с радиально-щелевым вводом аналогичен принципу действия сепаратора с тангенциальным вводом. Различие в том, что ввод газожидкостной смеси через щели позволяет разбить поток на тонкие струйки и тем самым облегчить отделение газа от нефти за счет увеличения поверхности раздела фаз. Вместе с тем, вертикально направленные струйки жидкости, попадая на поверхность раздела, способствуют образованию пены и мельчайших брызг. В результате газовый поток искусственно обогащается мельчайшими каплями нефти и легко уносит их в газопровод. [47]
Скорость испарения капель жидкости значительно выше скорости испарения с плоских поверхностей. При разделении массы жидкости на капли диаметром 1 мм одинаковые капли диаметром 1 мкм, поверхность испарения увеличивается в 1000 раз. Количество энергии, необходимое для увеличения поверхности раздела фаз, определяется удельной поверхностной энергией и площадью вновь образуемой поверхности. Так в [60] показано, что для разделения массы воды на капельки размером 1 мм потребуется 0 1 кал / г энергии или 360 Дж / кг. [48]
Многие промышленные типы жидкостных экстракторов работают с механическим перемешиванием. В системах жидкость - жидкость усиление перемешивания сначала приводит к быстрому увеличению поверхности раздела фаз вследствие уменьшения среднего размера капли и, следовательно, к увеличению скорости массопередачи. Затем при дальнейшем ускорении перемешивания скорость увеличения поверхности раздела фаз снижается. При уменьшении размера капли дисперсной фазы циркуляция жидкости внутри капли подавляется. Капли становятся подобны жестким сферам, вся массопередача внутри капель происходит в результате относительно медленного процесса молекулярной диффузии, что снижает коэффициент массопередачи в дисперсной фазе. Поэтому преимущество, получаемое при увеличении межфазной поверхности, может быть сведено на нет. [49]
Можно показать, что ударная вязкость привитых сополимеров АБС возрастает с увеличением концентрации латекса. При постоянной концентрации латекса ударная вязкость возрастает с увеличением числа частиц каучука, определяющих степень прививки. Следовательно, ударная вязкость возрастает с увеличением поверхности раздела фаз. [50]
Действие поверхностных сил проявляется как стремление перевести молекулы вещества из поверхностного слоя внутрь жидкой фазы. Это значит, что для поверхностного слоя характерна тенденция к сокращению до минимальных размеров, возможных для данного объема жидкости в заданных условиях. Соответственно, любое внешнее воздействие, направленное в сторону увеличения поверхности раздела фаз, встречает сопротивление со стороны поверхностных сил. Стремление поверхности жидкости к самопроизвольному сокращению свидетельствует о том, что поверхностному слою присуща избыточная энергия. Эту избыточную энергию принято называть поверхностной энергией. Происхождение поверхностной энергии естественно связывается с работой, совершаемой против поверхностных сил при формировании поверхности. Процессы фазового превращения, связанные с увеличением ( созданием) или уменьшением ( уничтожением) поверхности раздела фаз, происходят при постоянной температуре. Поэтому работе против поверхностных сил отвечает изменение свободной энергии. [51]
Можно предположить, что использование органических экст-рагентов в виде физически стабильной зерненой фазы позволило бы преодолеть недостатки процесса экстракции в системе жидкость - жидкость. Использование таких растворителей обеспечивает дополнительные преимущества, которые обусловлены своеобразием осуществления контакта водной и органической фаз. Высокая и постоянная степень диспергирования органической фазы влечет за собой увеличение поверхности раздела фаз и уменьшение путей для диффузии растворенного вещества, что, в свою очередь, приводит к ускорению массоперехода растворенного вещества из одной фазы в другую. Все это в целом позволяет значительно увеличить скорости потоков растворов. [52]
Указанный процесс характерен для всех пен. Пены - системы термодинамически неустойчивые. Причина этой неустойчивости лежит в характере изменения поверхностной энергии системы при ценообразовании - процессе, сопровождающемся увеличением поверхности раздела фаз газ-жидкость и возрастанием избытка свободной поверхностной энергии. В связи с этим, в соответствии с принципом минимума свободной энергии, пены являются дисперсными системами, не находящимися в равновесии. [53]
В двухкомпонентных системах это смещение идет по направлению к стехиометрическим составам. В поликомпонентных системах стекла, составы которых находятся на бинодальной поверхности, тоже, как правило, кристаллизуются сильнее, чем стекла составов, находящихся внутри ликвационного купола. Эффект изменения кристаллизационной способности образовавшихся фаз по сравнению с исходным расплавом может быть во многих случаях более важен, чем увеличение поверхности раздела фаз. Влияние ликвации на кристаллизацию остается одной из актуальных научных проблем. [54]
Особенно большую роль гидродинамические условия играют при осуществлении жидкофазного гидрокрекинга в присутствии суспензированных порошкообразных катализаторов. В этих условиях возникают значительные внешнедиффузионные и гидродинамические осложнения из-за неизбежного вспенивания водородом реагирующей жидкости со взвешенным в ней катализатором. Вспенивание должно ухудшать каталитическое и термическое расщепление сырья, так как оно уменьшает содержание катализатора в единице объема реактора и сокращает длительность пребывания в нем реагирующей жидкости. Однако вспенивание благоприятствует реакции гидрирования, поскольку способствует увеличению поверхности раздела фаз и облегчает подвод водорода к активной поверхности катализатора. [55]
Основным методом отделения и концентрирования следовых количеств веществ является экстракция ( см. гл. Многие элементы можно перевести в соединения, малорастворимые в воде, но хорошо растворимые в органических растворителях. Применяя различные лиганды для комплексообразования, меняя рН водного раствора, степень окисления экстрагируемых катионов и применяя различные растворители для экстракции, можно варьировать степень извлечения и концентрирования. В идеальном случае извлекаемый элемент при встряхивании ( для увеличения поверхности раздела фаз с целью ускорения достижения равновесного состояния) полностью переходит в органическую фазу, в то время как мешающие определению элементы остаются в водной фазе. Таким образом удается отделить следовые количества элементов от больших количеств других элементов ( матрицы) и сконцентрировать их. [56]
Герметические химико-технологические машины существенно отличаются от аналогичных по функциональному назначению машин и аппаратов обычного исполнения. Это предопределяет и их эксплуатационные особенности. Они, прежде всего, не требуют непосредственного и повседневного наблюдения со стороны обслуживающего персонала. Эти особенности позволяют удлинять сроки безостановочной работы машины. Увеличение суммарной скорости процесса, например, в реакторе, достигается за счет увеличения поверхности раздела фаз и увеличения градиента концентрации реагирующих веществ. [57]
Прибор, рекомендуемый к применению в ФРГ ( рис. 8) ( см. Рекомендацию VDI № 2452) имеет внутренний диаметр распылителя 2 5 мм, удаление последнего от дна составляет 4 мм, а вместимость прибора равна 275 мл. Благодаря сужению конца впускной трубки и его незначительному удалению от дна сосуда, отдельные пузырьки воздуха ударяются о дно, подходя к нему на большой скорости. Прибор первоначально предназначался для вымывания пылевых частиц из газов ( см. стр. Позднее было высказано предположение, что столь высокая скорость соударения обеспечит также вымывание газообразных частиц воздуха. Наиболее подходящей для анализа состава воздуха является промывная склянка с пористой пластинкой, в которой благодаря увеличению поверхности раздела фаз ( уменьшение размера пузырьков воздуха) усиливается эффект поглощения. При выборе фильтра следует обращать особое внимание на отсутствие в нем пор чрезмерно большого диаметра. Наиболее экономичными, с точки зрения объема используемой для поглощения жидкости, являются сосуды с приваренной по всей кромке пористой пластинкой из спекшихся частиц стекла. При их использовании следует сначала создать в трубке для подачи воздуха небольшое избыточное давление и лишь потом влить в сосуд поглотительную жидкость, чтобы предотвратить тем самым возможность ее просачивания через пористую пластину. Пропускная способность сосуда может достигать 30 л / мин. [58]
Страницы: 1 2 3 4