Диффузия взвешенных частиц

Наряду с поступательным броуновским движением и поступательной диффузией взвешенных частиц можно рассмотреть их вращательное броуновское движение и диффузию. Аналогично тому как коэффициент поступательной диффузии вычисляется через силу сопротивления, так коэффициент вращательной диффузии может быть выражен через момент сил, действующих на вращающуюся в жидкости частицу. [c.332]

Наряду с поступательным броуновским движением и поступательной диффузией взвешенных частиц можно рассмотреть их вращательное броуновское движение и диффузию. Аналогично тому как [c.281]

Диффузия взвешенных в жидкости частиц [c.330]

Коэффициент диффузии взвешенных в жидкости частиц может быть вычислен по их так называемой подвижности. [c.330]

S fiO] ДИФФУЗИЯ ВЗВЕШЕННЫХ В ЖИДКОСТИ ЧАСТИЦ 331 [c.331]

В состоянии термодинамического равновесия диффузия отсутствует и поток i должен обращаться в нуль. С другой стороны, при наличии внешнего поля условие равновесия требует постоянства вдоль раствора суммы ц+f/, где [/ —потенциальная энергия взвешенной частицы в этом поле. Тогда Vfx = —VU = = —f и из равенства i = О получим [c.331]

Прогнозирование качества воды. Сброс загрязненных и сточных вод в водотоки и водоемы требует обеспечить прогнозирование качества воды во времени и в пространстве. Эти расчеты выполняются на основе уравнений движения, неразрывности (сохранения массы), сохранения импульса, но с добавлением уравнений диффузии (в большинстве случаев — турбулентной диффузии) и других специфических уравнений и соотношений, в том числе уравнений сохранения веществ примеси. Их. совместное рассмотрение позволяет прогнозировать как принимаемые решения, так и концентрации взвешенных частиц, поступающих в водоток или водохранилище со сточными водами, и ее изменения в водном пространстве, а также говорить о таких специфических, но очень важных вопросах, как изменение биомассы фитопланктона, содержания растворенного в воде кислорода, температуры воды, концентрации углерода, азота и некоторых других элементов в воде. При расчетах может также учитываться так называемое вторичное загрязнение воды от грязных донных отложений, например, в водохранилище. [c.306]

Для осуществления процесса коагуляции в воду могут быть введены вместо коагулянтов ионы тяжелых металлов, полученные электрохимическим путем. Для этого воду пропускают через электролизер — аппарат с опущенными в него электродами — анода (из алюминия или железа) и катода. Питание электролизера осуществляется от постоянного или переменного источника тока. При применении растворимых металлических электродов электродный процесс сопровождается рядом электрохимических явлений и реакций. Их скорость по законам электрохимической кинетики определяется общим значением потенциала на границе металл—раствор, составом воды и условиями диффузии в ней компонентов или продуктов реакции. В процессе электролиза на электродах восстанавливаются или окисляются компоненты электролита, В переносе тока принимают участие все находящиеся в воде ионы, а также имеющие заряд коллоидные и взвешенные частицы. [c.101]

На предыдущих страницах рассматривалось только изменение скорости диффузии струи. Если жидкость, вытекающая из отверстия, не идентична окружающей среде, то характерные свойства ее (температура, проводимость, концентрация взвешенных частиц и т. д.) также будут диффундировать. В дальнейшем изложении будет рассмотрен только случай диффузии тепла. [c.368]

Загрязненность атмосферы агрессивными газами и взвешенными частицами может оказывать влияние на ускорение нроцесса коррозии металла под смазкой, очевидно, также только после того, как агрессивные вещества продиффундируют под смазку. При этом необходимо учитывать, что в процессе диффузии возможно некоторое растворение (взаимодействие) агрессивных веществ с компонентами смазки. [c.262]

Дополнительным фактором, который может оказывать большое влияние на торможение развития процесса коррозии металлов под смазкой, является загрязненность атмосферы взвешенными частицами. Если оседающая на поверхность пыль и мелкие частицы способствуют развитию процесса коррозии чистого металла, то при наличии на поверхности металла смазки развитие процесса коррозии тормозится. Пыль и мелкие частицы создают в верхнем слое смазки твердую плотную корку, которая, с одной стороны, чисто механически препятствует созданию дефектов в смазке, а с другой, вероятно, тормозит диффузию раствора через смазку к поверхности металла. [c.262]

Таким образом, контактная среда оказывает существенное влияние на процесс окисления железа (II). Благодаря каталитической способности частиц гидроокиси железа в момент их образования, адсорбции СО2 хлопьями взвешенного осадка, а также турбулентной диффузии дисперсных частиц контактная среда усиливает реакцию окисления железа (II) и обеспечивает высокий эффект обезжелезивания воды. Рис. 25, на котором изображены процессы окисления железа в свободном объеме, в осветлителе при отсутствии и в присутствии слоя взвешенного осадка, наглядно подтверждает сделанный вывод. [c.95]

Уравнение турбулентной диффузии (2.11) отличается от общего уравнения (2.12) тем, что в нем отсутствуют третий и четвертый члены последнего, характеризующие переходящий поток компонента и его источники илй стоки. Поскольку процесс разбавления рассматривается в одной фазе — в воде водоема, член, характеризующий переходящий поток компонента в другую фазу, равен нулю. Это же обстоятельство характеризуется и граничными условиями у поверхности и у дна водоема, которые при 2=0 и г=Я записываются как дс/( 2о=0 и (Зс/д2н= 0. Заметим, например, что при десорбции легколетучих веществ в атмосферу этот член не будет равен нулю, так как компонент переходит в другую фазу — в атмосферу. Что касается четвертого члена, то он для неконсервативных веществ не равен нулю. При биологической деструкции органических веществ, выпадении взвешенных частиц на дно и т. п. образуются стоки веществ. При разложении донных отложений, поступлении в воду продуктов метаболизма биоценоза водоема образуется вторичное загрязнение речной воды — образуются источники компонента. Однако эти процессы не имеют отношения к смещению и разбавлению сточных вод и поэтому здесь не рассматриваются. [c.41]

ДИФФУЗИЯ ВЗВЕШЕННЫХ в жидкости ЧАСТИЦ 281 [c.281]

В основу диффузионной теории заложено допущение о возможности пренебрежения инерцией взвешенных частиц, а также допущение о том, что интенсивность турбулентности не изменяется, в связи с насыщением, потока твердыми частицами.,При таких допущениях распределение предельной концентрации Со твердой фазы по вертикали описывается, в соответствии с законом теории диффузии (для равномерного установившегося движения гидросмеси) следующим дифференциальным уравнением [c.568]

Под влиянием молекулярного движения в жидкости взвешенные в ней частицы совершают беспорядочное броуновское движение. Пусть в начальный момент времени н некоторой точке (начале координат) находится одна такая частица. Ее дальнейшее движение можно рассматривать как диффузию, причем роль концентрации играет вероятность нахождения частицы в том или ином элементе объема жидкости. Соответственно для определения этой вероятности можно воспользоваться решением (59,17) уравнения диффузии. Возможность такого рассмотрения связана с тем, что при диффузии в слабых растворах (т. е. при с< I, когда только и применимо уравнение диффузии в форме (59,16)) частицы растворенного вещества практически не взаимодействуют друг с другом, и потому можно рассматривать движение каждой частицы независимо от других. [c.330]

Грубодисперсные примеси (ГДП) представляют собой агломераты с размером частиц более 100 нм. Они образуют с водой гетерогенную систему. Сравнительно большая масса отдельных частиц таких примесей позволяет им заметно проявлять себя в поле сил тяжести, т. е. дисперсная система грубодисперсных веществ в воде обладает малой седиментационной устойчивостью. Грубодисперсные частицы распределяются в массе воды механически и практически не способны к диффузии. В зависимости от значения Ар = рц —(где и р —соответственно плотность частицы и воды) они могут подразделяться на тонущие (Ар>0), взвешенные (Лр = 0) и всплывающие (Лр<0). Система грубодисперсная примесь — вода может образовывать эмульсию, если грубодисперсная примесь—жидкость, или суспензию, если примесь — твердое тело. Следует подчеркнуть, что в нижней границе дисперсного спектра (ближе к 100 нм) грубодисперсные примеси вьщеляются из воды с большим трудом и могут пребывать в ней значительное время, обусловливая мутность воды. Именно из-за наличия в воде таких примесей пользуются выражением взвешенные вещества. Грубодисперсные примеси обычно состоят из глинистых веществ, песка и органических веществ. [c.22]

Течения с замкнутыми линиями тока. Диффузия к сфере, свободно взвешенной в простом и произвольном плоском сдвиговых потоках. Исследуем конвективный массоперенос к поверхности твердой сферы, свободно взвешенной в произвольном плоском сдвиговом стоксовом потоке. В этом случае распределение скоростей жидкости вдали от частицы задается формулами (4.5.1) при кз = о (/г = 1, 2, 3). Учитывая несжимаемость жидкости, представим тензор сдвига в виде суммы симметричного и антисимметричного тензоров, которые соответствуют чисто деформационной и чисто вращательной составляющим движения жидкости на бесконечности [c.171]

В соответствии с основным механизмом осаждения взвешенных частиц в волокнистом фильтре туманоуловители разделяют на низкоскоростные (скорость фильтрации не превышает 0,2 м/с), работающие в режиме осаждения частиц за счет диффузии и касания и использующие тонкие волокна, и высокоскоростные инерционные фильтры, как правило, на основе грубых волокон и объемных сеток. Скорость газов в высокоскоростных туманоуловителях составляет 1... 10 м/с. [c.316]

Частицы грубодисперсных примесей представляют собой образование из еще значительно большего числа молекул по сравнению с частицами коллоиднорастворенных примесей. Средняя масса отдельных частиц грубодисперсных примесей настолько велика, что они практически не способны к диффузии. Будучи механически распределены во всем объеме воды (растворителя), они под действием силы тяжести или выделяются в осадок (если плотность их больше плотности воды), или всплывают на поверхность (при плотности их, меньшей плотности воды). Скорость такого выделения их из воды (зависящая от величины средней массы частиц, их плотности и формы) может быть иногда столь малой, что грубодисперсные примеси в течение длительного времени (измеряемого сутками и даже неделями) могут оставаться во взвешенном состоянии вводе, обусловливая ее мутность. Частицы грубодисперсных примесей имеют размер порядка >10" мм и их удельная поверхность является значительно меньшей по сравнению с удельной поверхностью частиц коллоиднорастворенных примесей. Поэтому поверхностные явления не оказывают существенного влияния на поведение грубодисперс- [c.18]

Д. — частный случай переноса явлений, относится к явлениям массопереноса. Она является одним из наиб, общих кинетич. процессов, присущих газам, жидкостям и твёрдым толам, протекаюгцих в них с разл. скоростью. Диффундировать могут также взвешенные малые частицы посторонних веществ (вследствие броуновского движения), а также собств. частицы вещества (самодиффувия). Диффузия — необратимый процесс, один из источников диссипации энергии в систе.ме. [c.686]

Отложение взвешенных веществ в порах фильтрующей основы (объемное фильтрование) происходит, если их размер меньше размера пор и траектория движения частиц приводит к их контакту с поверхностью поровых каналов. Этому способствуют диффузия за счет броуновского движения прямое столкновение инерция частиц прилипание за счет ван-дер-ваальсовых сил осаждение под действ1ием гравитационных сил вращательное дв1ижение под действием гидродинамических сил. Фиксирование частиц примесей воды на поверхности и в порах фильтрующего материала обусловлено малыми скоростями движения жидкости, силами когезии и адсорбции. [c.147]

Грубодисперсные примеси (так называемые взвешенные вещества) имеют столь большую массу, что практически не способны к диффузии. С течением времени устанавливается определенное се-диментационное равновесие, и примеси либо выпадают в осадок, либо всплывают на поверхность (при плотности частиц меньше плотности воды). [c.18]

Универсальность модифицирующего воздействия НП на различные металлы и сплавы связана со свойствами используемых нанопорошков. Во-первых, все они обладают высокой температурой плавления, во-вторых, отличаются низкой реакционной способностью, в-третьих, имеют высокую седиментационную устойчивость в жидкостях. Относительно третьей характеристики можно пояснить даже если вводимые в металлические расплавы модифицирующие агенты отвечают соответствующим требованиям, то не во всех случаях они работают достаточно эффективно из-за оседания под действием силы тяжести [17-20]. Частицы же НП обладают исключительно высокой седиментационной устойчивостью из-за своих малых размеров и высокой удельной поверхности. Еще в 1905 г. А. Эйнштейн показал (цит. по [51]), что для частиц размером до 1 мкм энергии броуновского движения достаточно для того, чтобы они находились в постоянном движении и не оседали под действием силы тяжести. Поэтому частицы НП, очевидно, обладают двойным модифицирующим воздействием во-первых, они служат центрами кристаллизации, а во-вторых, будучи весьма многочисленными по количеству и находясь длительное время во взвешенном состоянии, блокируют диффузию соответствующих атомов (кластеров, блоков) к зарождающимся и растущим кристаллам, что способствует форми- [c.290]

Интересную аналогию можно провести между рассматриваемыми экспериментальными результатами и недавно развитыми в работах [14, 15] теоретическими представлениями о термической диффузии в запыленном (dusty) газе , т. е. в смеси газа с малым количеством взвешенных макроскопических частиц, размеры которых меньше длины свободного пробега молекул газа. Эта модель имеет практическое значение для изучения свойств переноса пылинок или аэрозолей в газовой среде. Перечисленные в таблице смеси тяжелых молекул паров антрацена и его производных с гелием практически удовлетворяют условиям такой задачи, поэтому данные для этих смесей можно, по-видимому, рассматривать, как первую экспериментальную демонстрацию термодиффузионных свойств запыленного газа . Эти данные совпадают с теоретическими выражениями работ [14, 15] также и в количественном отношении. [c.231]

В лаборатории специального материаловедения проводились исследования возможности применения метода электрофореза, для получения антифрикционных покрытий. Электрофорезом называется явление движения в жидкости взвешенных твердых частиц, пузырьков газа, капель другой жидкости, коллоидных частиц под действием внешнего электрического поля. Таким образом, частицы коллоидно растворенного вещества, как и ионы, могут обладать электрическим зарядом. Но явление электрофореза отличается от электролиза тем, что при электролизе вещества выделяются на электродах в эквивалентных количествах, а при электрофорезе происходит заметный перенос вещества только в одном каком-нибудь направлении. Таким образом, электрофорез дает возможность нанесения тонких, одинаковых по толщине пленок на поверхность детали из мелкодисперсных однородных или разнородных порошков. Особен--но заманчив этот метод в случае сложной конфигурации детали или если необходимо нанести покрытия на внутренюю поверхность детали с малым отверстием. Толщина наносимого покрытия может строго регулироваться. Нами производились эксперименты по нанесению покрытий из дисульфида молибдена на цилиндрические стержни диаметром 25 мм при расстоянии между электродами, равном 10 мм. Исследовалось также влияние жидкой среды. Из испытанных жидких сред (изоамилового спирта, толуола, ацетона, бутилового спирта, изопропилового спирта) лучшие результаты были получены при осаждении в нзоироииловом спирте. В этом случае скорость осаждения была большей, а покрытие более плотным. После высыхания нанесенного слоя производилась термообработка покрытия в атмосфере водорода при температуре 1200° С при этом дисульфид молибдена восстанавливался до молибдена. Изменяя время термообработки, можно получить слой покрытия практически с любым количеством молибена и дисульфида молибдена. Образующийся в ходе реакции атомарный молибден прочно связывает частицы непрореагировавшего дисульфида молибдена в сплошное прочное покрытие. В результате же диффузии атомарного молибдена в верхние слои покрываемой детали нанесенное покрытие прочно соединяется с подложкой. Толщина покрытш колебалась от 0,05 до 0,2 мм. Покрытия большей толщины получаются рыхлыми и непрочными. Путем регулирования времени термообработки можно получить покрытия, обладающие высокими механическими и антифрикционными свойств а мн. [c.114]

Разлршают 3 состояния производственной П. во взвешенном состоянии в зависимости от размеров составляющих аэрозоль частиц, иными словами—от степени дисперсности. 1) П., диам. частиц к-рой превышает см в неподвижном воздухе такие частицы оседают с возрастающей скоростью и не диффундируют. 2) П., в которой диаметр частиц колеблется от 10 до 10 см такие частицы оседают в неподвижном воздухе с постоянной скоростью, пропорциональной их уд. весу и квадрату радиуса (закон Стокса, см. Дымы и туманы), и практически также не способны диффундировать. 3) Дымы, в к-рых диам. частиц колеблется от 10 до 10 см таким частицам свойственно активное броуновское движение, т. е. способность к самостоятельной диффузии в неподвижном воздухе практически их можно считать не-осалсдающимися. [c.334]

Испарение частиц в аэрозолях. Частицы аэрозолей м. б. в равновесии со средой только, если упругость пара частиц р ра1зна парциальному давлению этого пара в среде р . Если р > р а — частицы испаряются, если Ро > р — растут за счет конденсирующегося на них пара. Скорость этих процессов определяется скоростью диффузии паса к частице или от нее. Для шарообразной, неподвижно взвешенной в среде капли скорость испарения выражается ф-лой [c.364]

Начнем со случайных процессов — функций одного переменного t. Рассмотрим для примера задачу о диффузии (безразлично, молекулярной или турбулентной) частиц, взвешенных в жидкости пусть u t) — значение в момент t некоторой координаты одной из таких частиц. Процесс u t), очевидно, нестационарен, так как с течением времени возрастает вероятность того, что частица далеко удалится от своего начального положения. Если, однако, свойства среды не меняются со временем, а течение всюду одинаково, то распределение вероятностей для пути, пройдённого частицей за время т (от момента i и до момента i + t). уже не будет зависеть от t. Более того, многомерное распределение вероятностей для случайных величин + + ..... (I + I2 )- [c.74]

Теорема Лиувилля утверждает, что С, = Прежде чем перейти к доказательству, заметим, что, как было указано выше, движение фазовых точек можно уподобить движению частиц, взвешенных в жидкости, или (при непрерывном их распределении) движению краски (нри отсутствии диффузии), распределенной в жидкости. Поэтому и движение, рассматриваемое в теореме Лиувилля с этой точки зрения, можно представить происходящим в несжимаемой жидкости. Это справедливо потому, что при движении величина С, (будем считать, что этот объем ва-кращен краской) не меняется. [c.171]

Гидравлическая расчетная схема вытеснения смешивающихся жидкостей, описанная в настоящей главе, отражает картину действительного вытеснения в той мере, в какой не учитываются явления, сопутствующие процессу. Картина движения была бы представлена более полно, если бы учитывалось, например, явление диффузии. В простейшем случае диффузия — это выравнивание концентрации в неоднофазной системе. При движении смеси, например, воды и нефти, происходят беспорядочные блуждания элементов системы — молекул и более крупных частиц, взвешенных в жидкости (броуновское [c.270]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...