Стернлинг

Cтраница 1

Стернлинг и Скривен JKj предположили, что имеет место перенос растворенного вещества между объемами двух фаз А и В ( см. рис. 2), при диффузии которого за счет случайных флуктуации в некоторых точках межфазной поверхности возможно заметное возрастание его концентрации. Таким образом, за счет неоднородного распределения растворенного вещества ( например, концентрация в точке I выше, чем в точке 2) межфазное натяжение может в конечном счете привести к возникновению конвекции. Будут ли такие возмущения поддерживаться или нет, зависит от различных свойств фаз А и В, а также процессов переноса в них. Движение, возникающее на поверхности раздела, проникает внутрь объемов фаз, где оно развивается под действием вязких эффектов. При этом чем больше величина кинематической вязкости, тем на большую глубину распространяется конвективное движение. С другой стороны, межфазный перенос зависит также от соотношения коэффициентов диффузии в объемах растворов. [1]

Как показали Стернлинг и Скривен ( 1959), при изменении поверхностного натяжения возрастает вероятность возникновения поверхностной турбулентности. [2]

Схема образования. [3]

Анализ характеристического уравнения Стернлинга и Скри-вена позволяет определить условия, способствующие возникновению и развитию поверхностной конвекции. [4]

Схема анализа устойчивости аналогична схеме, использованной Стернлингом и Скривеном. [5]

Теоретический анализ, выполненный, например, в работах Стернлинга и Скривена, Линде, а также в работах [112, 115- 119], способен объяснить возникновение поверхностной конвекции при физической массопередаче, но он не дает, как правило, никакой информации об интенсивности стационарной поверхностной конвекции и о ее влиянии на скорость массопередачи. [6]

Далее, уравнение ( 34) дает обобщение вадачи Стернлинга и Скривена ( VJ. Однако результаты Гуды и Джуса не могут быть получены из расширенной формулировки Стернлинга и Скривена. Тем не менее в состоянии нейтральной устойчивости в обоих случаях получаются одинаковые численные значения модуля упругости, причем нейтральные значения частоты и волнового числа разные. [7]

Как предложенная модель, так и модель, изученная Стернлингом и Скривеном, находятся в хорошем качественном согласии с экспериментальными данными, полученными Ореллом и Уэстуотером [22] для системы этиленгликоль - этилацетат с уксусной кислотой в качестве диффундирующего поверхностно-активного вещества. [8]

По мнению авторов, энергетический подход является универсальным и имеет ряд преимуществ перед результатами теории Стернлинга и Скривена. [9]

Жидкостная экстракция в частично смешиваемых бинарных системах ( тип У) представляет особый интерес, поскольку не подчиняется критерию Стернлинга - Скривена. Действительно, согласно обычному предположению о равновесии ( взаимном насыщении) на межфазной границе при постоянной температуре система не должна иметь на ней степеней свободы. Таким образом, она не должна быть подвержена влиянию неустойчивости Маренгони и прж горизонтальной конфигурации должна быть также свободна от влияния гравитаг-ционной неустойчивости. По этой причине а также вследствие того, что один и тот же эксперимент дает ада различных коэффициента массопереноса ( в то время как для процесса переноса растворенного вещества между двумя несмешивашимися растворителями один эксперимент дает единственное общее значение коэффициента массопереноса), системы, относящиеся к типу JT, часто использовались для нахождения корреляций характеристик массопереноса для различных типов аппаратов с контактирующими фазами. [10]

Межфазовая турбулентность вызывается, по-видимому, градиентом межфазового натяжения, возникающим при наличии градиента концентрации на поверхности раздела фаз, или так называемым эффектом Марангони. Исходя из подобных представлений, Стернлинг и Скривен78 описали нестабильность поверхности раздела фаз математически, использовав для этого уравнения движения и диффузии. Они получили результаты, подтверждающие, что нестабильность поверхности раздела фаз должна наблюдаться при определенном направлении массопередачи. [11]

Величины Din) Va и б в ( 76) положительны при t Z полозюгаельном коэффициенте поверхностного натяжения и нормальных поверхностно-активных веществах ( К 0 К2 0), в то время как величина оС положительна, если массошренос направлен изнутри капли к внешней фазе ( 1 - 2) и отрицательна, если он направлен в противоположную сторону. К - переходим к плоскому случаю с волновым числом k t / R. Для случая с линейным профилем концентрации, рассмотренного Стернлингом и Скривеном, известно, что при k к у имеется неустойчивость, а при tokcr - устойчивость. Более высокие поверхностная активность или крутизна профиля концентрации увеличивают с2, и величина - fcr должна быть выше для того, чтобы большее число мод потеряло устойчивость. [13]

Схема образования. [14]

Анализ характеристического уравнения Стернлинга и Скри-вена позволяет определить условия, способствующие возникновению и развитию поверхностной конвекции. Несмотря на значительные допущения, модель позволяет достаточно точно предсказать появление нестабильности ( и даже режим нестабильности) при физической массопередаче. Возможно, это объясняется наличием тепловых эффектов, не учитываемых в теории Стернлинга и Скривена. [15]

Страницы: 1