Главная -> Словарь

Разностью плотностей

Установлению вертикального градиента концентрации, вызванного термической диффузией, противодействует нормальная диффузия, вызванная разностью концентраций и действующая по горизонтали. Достигаемый разделительный эффект определяется отношением коэффициента термической диффузии к коэффициенту нормальной диффузии. Он зависит от свойств компонентов, а также от устройства прибора и условий опыта. Найдено, что углеводороды подчиняются при термической диффузии определенным закономерностям. К холодной стенке будет двигаться:

Перенос вещества между фазами обусловлен разностью концентраций компонента в контактирующих фазах. При этом между фазами отсутствует равновесие. В результате массообмена концентрация каждого компонента в обеих фазах изменится и в конце концов наступит состояние равновесия. Состояние равновесия следует понимать так, что обмен между фазами не прекращается, однако скорости перехода компонентов из одной фазы в другую выравниваются. Это проявляется внешне в том, что все характеристики обеих фаз могут оставаться сколь угодно долго неизменными. В состоянии равновесия между концентрациями любого компонента смеси в обеих фазах имеется определенная зависимость. Так, если в фазе L концентрация какого-то компонента х', а в фазе G — концентрация у'*, то в состоянии равновесия

Поскольку парциальное давление компонента пропорционально его концентрации, движущую силу при абсорбции можно измерять также разностью концентраций в газовой 'и жидкой фазах: Ау' = у' —у'* или Ах' = к'* —к' .

Движущая сила процесса массообмена может быть выражена разностью концентраций в той или другой фазе. Поэтому уравнение массопередачи можно записать в виде

Движущая сила процесса может измеряться также разностью концентраций в фазе L Д х = хр — х при переходе вещества из фазы G в фазу L и Д х = х — хр при массопередаче из фазы L в фазу G .

Движущая сила одного и того же процесса может быть выражена разностью концентраций и по другой фазе: А х. = хр — х, которая будет иметь другую численную величину; поэтому один и тот же процесс может быть описан также уравнением

Движущаяся сила процесса может измеряться также разностью концентраций в фазе L Д х = хр — х при переходе вещества из фазы G в фазу L и Д х = х — Хр в обратном случае .

Зависимость между числом единиц переноса и средней разностью концентраций процесса можно найти, сопоставив уравнения и , а также и :

Очевидно, что количество вещества, поглощенного при абсорбции или выделенного при десорбции, прямо пропорционально поверхности контакта газовой и жидкой фаз F, движущей силе абсорбции, измеренной разностью парциальных давлений рг — рр или разностью концентраций, продолжительности контакта т и некоторому коэффициенту К, зависящему от свойств системы и гидродинамического режима процесса.

Движущая сила процесса массопередачи может бы*гь выражена не только разностью концентраций ДУ = У*— У распределяемого компонента в фазе G, но и другими способами, в частности разностью концентраций по фазе L. В качестве основного размера аппарата не всегда удобно принимать поверхность F контакта фаз. Иногда лучше вычислять непосредственно рабочий объем V аппарата. В связи с этим общее кинетическое уравнение может принимать различный вид, например:

Движущая сила процесса массопередачи может быть выражена не только разностью концентраций ДУ=У* —У распределяемого компонента в фазе G, но и другими способами, в частности разностью концентраций по фазе L. В качестве основного размера аппарата не всегда удобно принимать поверхность F контакта фаз. Иногда лучше вычислять непосредственно рабочий объем -V аппарата. В связи с этим общее кинетическое уравнение может принимать различный вид, например:

3) достаточно высокой разностью плотностей с исходным сырьем и низкой вязкостью для облегчения процесса разделения гетерогенных фаз образующейся дисперсной системы, кроме того,

Процессам седиментации противостоит стремление к равномерному распределению частиц вследствие броуновского движения в жидкости, поэтому весьма важно знать время седиментации tc, которое также определяется вязкостью среды, разностью плотностей дисперсной фазы и дисперсионной среды, температурой и размером частиц дисперсной фазы. Оценка времени седиментации может быть осуществлена по следующей эмпирической формуле :

В этих колоннах энергия для дробления дисперсной фазы и преодоления сил поверхностного натяжения ограничена величиной внутренней потенциальной энергии, т. е. разностью плотностей фаз.

Из проведенного анализа следует, что для большинства нефтей температура, которой соответствует максимальная скорость отстоя, значительно превышает предел 160 °С и только для тяжелых нефтей с весьма высокой плотностью - ниже его. Поэтому при выборе температуры де-эмульгирования большинства нефтей основным критерием должно быть обеспечение существенного снижения устойчивости эмульсии и скоростью отстоя можно не задаваться, так как во всем интервале практически применяемых температур она не уменьшается. В случае же весьма тяжелых нефтей повышение температур до 140-160 °С может оказаться нецелесообразным, поскольку это не только не ускорит отстоя, а наоборот, замедлит его . Между тем обеспечение возможно большей скорости отстоя тяжелых нефтей имеет особо важное значение, так как именно у таких нефтей эта скорость сравнительно невелика, что обусловлено небольшой разностью плотностей воды и нефти и значительной вязкостью последней. Для определения оптимальной температуры деэмуль-гирования таких тяжелых нефтей, обеспечивающей максимальную скорость отстоя, и служит приведенная методика расчета.

Имеющиеся в литературе результаты относятся к исследованиям поведения коллоидных и аэрозольных дисперсий. Нас же интересуют дисперсные системы типа жидкость — жидкость, поведение которых может существенно отличаться от поведения аэрозольных и коллоидных систем вследствие различной подвижности частиц в этих системах, обусловливаемой вязкостными свойствами непрерывных фаз, разностью плотностей фаз и размерами частиц. Если коллоидные системы обладают полидисперсностью второго порядка , то полидисперсность водонефтяных эмульсий на два порядка выше .

магнитном полях; центрифугирование; перемешивание; фильтрование; течение газа или жидкости через слой сыпучих материалов. Движущей силой является разность давлений, обусловленная разностью плотностей обрабатываемых материалов. Скорость процесса определяется законами гидродинамики неоднородных систем.

Естественная тяга обусловлена разностью плотностей холодного атмосферного воздуха и горячих продуктов сгорания, находящихся в дымовой трубе. Для преодоления сопротивления газового тракта на современных крупных котельных установках приходится устанавливать также дымососы. Дымосос засасывает горячие продукты сгорания из котлоагрегата и прокачивает их через дымовую трубу в атмосферу.

Различают вынужденную и свободную конвекцию. В первом случае перемещение среды обусловлено каким-либо внешним источником, например насосом, вентилятором, ветром и т. п.; во втором случае — разностью плотностей холодных и нагретых участков среды.

При отстаивании разделение неоднородных систем обусловлено разностью плотностей взвешенных частиц и среды.

В случаях, когда теплообмен происходит в результате естественной конвекции, обусловленной разностью плотностей жидкости в различных точках системы, процесс характеризуется значением критерия Архимеда

В случаях, когда массообмен протекает в условиях естественной конвекции, вызванной разностью плотностей растворов с различной концентрацией, для характеристики процесса вместо критерия Re вводят критерий Грасгофа.