Граница раздела фаз и межфазные слои

ГРАНИЦА РАЗДЕЛА ФАЗ И МЕЖФАЗНЫЕ СЛОИ [c.41]

В рассмотренных случаях область пристенного слоя характеризуется интенсивным межфазным взаимодействием в условиях активного проявления вязкости. Межфазное взаимодействие сопровождается процессами переноса массы, импульса и теплоты. Эти процессы реализуются в условиях ламинарного, турбулентного или смешанного режимов течения. В большинстве практически важных задач граница раздела фаз имеет сложную волновую структуру. Графики на рис. 12.9,а показывают, что волны на внешней поверхности пленки имеют различную высоту и форму в зависимости от чисел Рейнольдса пленки и паровой фазы, определяемых по формулам [c.333]

Массоперенос в процессе жидкостной экстракции существенно ускоряется вследствие обновления поверхности контакта фаз при дроблении или коалесценции капель, что происходит практически во всех экстракционных аппаратах. Значительное влияние на массообмен оказывают поверхностные явления на границе раздела фаз. Вследствие градиента межфазного поверхностного натяжения а возникает движение близко расположенных к границе раздела фаз слоев жидкости в направлении возрастания а, приводящее к развитию межфазной турбулентности. Последнее приводит к ускорению массопереноса. В экстракционных аппаратах колонного типа часто большой вклад в массоперенос вносят концевые (или входные) эффекты. Входные эффекты особенно проявляются на входе в аппарат дисперсной фазы и при высокой скорости ее дробления на капли. [c.153]

Следует подчеркнуть, что в аналогичной задаче для твердой поверхности раздела фаз величина <1и (1у по малому параметру была сингулярной и имела порядок б ( / ) (см., например, [21). Здесь, как это видно из (2. 5. 26), сингулярности по параметру // нет, что обусловлено специфической природой пограничного слоя, образующегося на жидкой межфазной границе. [c.43]

Свойства композиционных материалов прежде всего определяются свойствами и соотношением исходных компонентов, а также взаимодействием их на границе раздела и свойствами межфазных слоев. Свойства основных классов наполнителей, в том числе волокнистых, описаны в [10—12] дополнительного списка литературы. Хотя выбор наполнителей, используемых в качестве дисперсной фазы для заданной непрерывной полимерной фазы, ничем не ограничивается, на практике для достижения требуемых эффектов определенные наполнители используют в сочетании с одними полимерами чаще, чем с другими. Так, стекло- или асботкани используют в сочетании с полиэфирными смолами чаще, чем силикатные наполнители, которые в свою очередь чаще используют в сочетании с силоксановыми полимерами (табл. 1.5). Оптимальное количество наполнителя может сильно колебаться для различных композиций — от О до 30 масс. ч. стекловолокон на 100 масс. ч. полистирола и от О до 600 масс. ч. некоторых наполнителей на 100 масс. ч. эпоксидных смол. [c.35]

Для межфазной границы раздела твердое телО —вода возможен так называемый эстафетный механизм дальнодействия . Под влиянием свойств поверхностного слоя твердого тел изменяется структура и ориентация прилегающего,слоя воды. Этот слой, перестраивая систему водных связей и дипольных моментов молекул соседнего с ним слоя воды, в свою очередь, изменяет его структуру. Описанный эстафетный процесс, обусловленный влиянием поверхности твердых тел, распространяется в глубь жид-кой фазы на расстояние до Ю мкм. [c.554]

Для адсорбционных процессов на границе фаз кристалл — раствор справедливы условия равновесия, рассмотренные для системы кристалл — газ и определяемые изотермами адсорбции. Подобно тому, как поверхность кристалла адсорбирует атомы или молекулы газа и тем самым ими обогащается, на поверхности раздела кристалл — раствор также концентрируются определенные молекулы, находящиеся в растворе, причем между пх концентрацией на поверхности и в растворе устанавливается равновесие. Вещества, которые сосредоточиваются таким образом, называются поэтому поверхностноактивными. Избыток такого вещества в пограничном слое характеризуется поверхностной концентрацией (межфазной концентрацией) Сгр. Эта величина показывает, на сколько молей растворенного вещества содержит больше пограничный слой данной площади и толщины, чем слой равного объема внутри раствора [c.272]

Ha межфазной границе в слое толщиной равном по порядку радиусу межмолекулярных взаимодействий (бт= 10 м), молекулы взаимодействуют не только с молекулами своей фазы, но и с близлежащим слоем молекул другой фазы. Поэтому в этом слое физико-химические свойства вещества и его реакция могут заметно отличаться от свойств этого же вещества и этой же фазы па существенно больших, чем расстояния от межфазной границы, но все еще малых по сравнению с размерами неоднородностей (диаметром капель, пузырьков, частиц, пор и т. д.) расстояниях. В связи с этим, следуя Гиббсу, целесообразно выделять эти очень тонкие поверхностные зоны раздела фаз и рассматривать их отдельно, учитывая, что их толщины чрезвычайно малы по сравнению с размерами в двух других измерениях, а следовательно, малы п их объемы и массы по сравнению с обт,емами неоднородностей (капель, пузырей, частиц и т. д.). Таким образом, приходим к понятию поверхностной фазы, которую будем называть Z-фазой, массой, импульсом и кинетической энергией которой можно пренебречь. Влияние поверхностной фазы в уравнении импульсов сводится к наличию дополнительных усилий (поверхностного натяжения), распределенных вдоль замкнутой линии 6 L, которая ограничивает рассматриваемый элемент межфазной поверхности 6 iSia. Главный вектор этих усилий, отнесенный к единице межфазной поверхности, равен [c.43]

Во всех этих примерах образование двойного слоя связано с определенными свойствами межфазной границы, проницаемой для заряженных частиц одного какого-либо сорта электронов, катионов металла, ионов малого размера. Если перенос электрических зарядов через границу раздела фаз невозможен, то двойной слой возникает в результате избирательной адсорбции поверхностно-активных ионов или дипольных молекул растворителя. Подобного рода скачки потенциала обнаружены на границе раствор—воздух, если в растворе присутствуют поверхностно-активные ионы. При адсорбции дипольных молекул, например на ртути, происходит их ориентация, вследствие которрй к поверхности металла оказывается обращенным какой-либо определенный конец диполя, и двойной слой реализуется внутри самих адсорбированных молекул (рис. 2). [c.8]

В поверхностном слое шлака на границе гетерогенной системы шлак-—металл преимущественно адсорбируются катионы и анионы с большими величинами обобщенных моментов. Ионы с меньшими обобщенными моментами оттесняются во внутренние слои шлака. Так как реакции между шлаком и металлом протекают на поверхности раздела фаз и на межфазной границе преимущественно сосредотачиваются сильные катионы Мп + и слабые кремнекислородные ационы типа Si O , предполагается [41], что под воздействием силового поля поверхности жидкого металла сложные кремнекислородные анионы расщепляются на сильные ионы кремния Si + и кислорода О -. При высоком содержании во флюсе кремнезема и закиси марганца повышенная концентрация катионов Si + и Мп2+ в поверхностном слое флюса-шлака способствует интенсивному переходу этих элементов в металл шва. [c.50]

Основную роль В процессе взаимодействия фаз на границе раздела играет внутрифазная и межфазная вязкость. На волновой поверхности создаются знакопеременные продольные градиенты давления, и конфузорные участки в паровой фазе сменяются диффузорными участками с положительными градиентами давления. На таких участках могут возникать локальные отрывы парового пограничного слоя в приволновых областях. Отрывы порождают мелкие вихри, находящиеся под воздействием подъемных сил, направление которых может меняться. [c.336]

Большинство композиционных материалов - представители тер- юдинамически неравновесных открытых систем, для которых характерно наличие развитой сети внутренних границ раздела, градиентов химических потенциалов элементов в матрице и наполнителе. Градиенты являются движущей силой процессов межфазного взаимодействия в системе, фазовых переходов, взаимной диффузии, химических реакций и др Эти явления обусловлены тем, что в поверхностных слоях на межфазной фанице вследствие разного состава и строения соприкасающихся фаз и из-за различия в связях поверхностных атомов и моле-к л одной и другой фазы существует ненасыщенное поле межатомных, межмолекулярных сил. [c.56]

В любом композиционном материале должны быть по крайней мере две различные фазы, разделенные межфазной границей или областью (слоем). Хотя влияние границы раздела на свойства композиционных материалов может быть значительным, его не следует переоценивать. Однако недооценивать его также не следует. Причина, по которой чрезвычайно трудно значительно улуч-щать одновременно такие свойства композиционных материалов как жесткость, механическая прочность и стойкость к росту трещин, кроется, по крайней мере частично, в особенностях и свойствах граничных областей. Так, в простейшем случае, облегчая отслаивание полимерного связующего от стеклянного волокна в полиэфирных стеклотекстолитах, можно добиться повышения стойкости к росту трещин, но при этом прочность понизится, и наоборот, повышая прочность сцепления полимер — наполнитель, можно добиться повышения прочности, но за счет снижения энергии роста трещин. Повысить энергию роста трещин наряду с другими способадми можно классической остановкой трещины (рис. 1.8), тогда как прочность можно повысить путем равномерной передачи усилий с матрицы на волокна, возможной только при прочной адгезионной связи между фазами [25]. При этом следует пом- [c.41]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...