Cтраница 1
Выравнивание концентрации частиц происходит вследствие диффузии. [1]
Процесс выравнивания концентрации частиц по всему объему раствора под влиянием теплового или броуновского движения называется диффузией. Поскольку равномерное распределение вещества в растворе является наиболее вероятным, процесс диффузии идет с увеличением энтропии и является самопроизвольным. [2]
Диффузией называют самопроизвольный процесс выравнивания концентрации частиц по всему объему раствора или газа под влиянием теплового ( или броуновского) движения. [3]
Процесс диффузии, заключающийся в выравнивании концентраций частиц со временем, описывается уравнением диффузии (1.7), совпадающим по форме с уравнением Фоккера - Планка. Но в уравнение диффузии вместо плотности вероятности, которая входила в уравнение Фоккера - Планка, входит концентрация частиц. Если мы рассматриваем диффузию частиц, присутствующих в очень малом количестве в некотором веществе, или частиц, которые по своим физико-химическим свойствам практически не отличаются от частиц окружающей среды, то для описания поведения совокупности частиц можно использовать либо уравнение Фоккера - Планка, либо уравнение диффузии. [4]
Таким образом, наиболее интенсивные пульсации больших размеров обеспечивают выравнивание концентрации частиц, взвешенных в турбулентном потоке. Пульсации малых размеров играют важную роль в процессах сближения и столкновения частиц в турбулентных потоках. В частности, зависимость коэффициента турбулентной диффузии DT ( Я) от Я существенна при описании кинетики коагуляции в турбулентных потоках. [5]
Диффузия представляет собой распространение ( смешивание), обусловленное тепловым движением перемешивающихся частиц, что приводит к выравниванию концентрации частиц диффундирующего вещества. С наибольшей скоростью диффузия протекает в газах. Различают естественную и вынужденную диффузию; естественная происходит в спокойном газе, а вынужденная - при течении газа. [6]
На эффект перемешивания от сосредоточенных подвода и отвода воды накладываются неблагоприятные эффекты конвективных потоков, гидродинамических неровностей и др. Все эти факторы приводят к перемешиванию воды в отстойнике и выравниванию концентрации частиц по глубине слоя. Ухудшение выделения частиц будет тем значительней, чем меньше разность плотностей воды и частицы и ее размер, а следовательно, и скорость движения относительно воды. [7]
Коллоидные частицы имеют весьма малые размеры и поэтому участвуют в броуновском движении, в то же время они обладают заметной скоростью диффузии ( 10 1 - 10 - 3 см2 / с), что способствует выравниванию концентрации частиц по объему. Коллоидные системы обладают избытком свободной энергии за счет чрезвычайно развитой удельной поверхности частиц. Однако на практике коллоидные системы обладают весьма высокой агрегативной устойчивостью. Такая устойчивость при малых размерах частиц способствует седиментационной устойчивости ( постоянству концентрации примесей по всему объему воды), так как гравитационная сила, вызывающая седиментацию, нивелируется силами диффузии. Агрегативная устойчивость коллоидной системы объясняется существованием двойного электрического слоя ионов и скачка потенциала на границе раздела фаз. [8]
Коллоидные частицы имеют весьма малые размеры и поэтому участвуют в броуновском движении, в то же время они обладают заметной скоростью диффузии ( 10 - - 10 - 3 см2 / с), что способствует выравниванию концентрации частиц по объему. Коллоидные системы обладают избытком свободной энергии за счет чрезвычайно развитой удельной поверхности частиц. Однако на практике коллоидные системы обладают весьма высокой агрегативной устойчивостью. Такая устойчивость при малых размерах частиц способствует седиментационной устойчивости ( постоянству концентрации примесей по всему объему воды), так как гравитационная сила, вызывающая седиментацию, нивелируется силами диффузии. Агрегативная устойчивость коллоидной системы объясняется существованием двойного электрического слоя ионов и скачка потенциала на границе раздела фаз. [9]
Однако если в растворе распределение частиц неравномерно, например, содержание их у дна сосуда больше, чем в верхнем слое жидкости, то число смещений снизу вверх будет больше, чем в обратном направлении, и поэтому частицы будут передвигаться снизу вверх. Такой процесс выравнивания концентрации частиц по всему объему раствора под влиянием теплового или броуновского движения называется диффузией; он также является общим как для молекулярных, так и для коллоидных растворов. Поскольку равномерное распределение вещества в растворе наиболее вероятно, в термодинамическом отношении процесс диффузии идет с увеличением энтропии и является самопроизвольным. [10]
В ряде предшествующих разделов ( см. главы 2, 5 - 8, 10, 14, 15) говорилось о том, что поведение ТМ в псевдоожиженном слое близко к модели идеального перемешивания. Это приводит к выравниванию концентраций частиц различных сортов в разных точках объема ПС и тем самым препятствует разделению. Такая ситуация характерна для подавляющего большинства технологических процессов, использующих технику псевдоожижения. [11]
Под влиянием теплового и броуновского движения происходит процесс выравнивания концентраций частиц по всему объему раствора. Процесс диффузии протекает не только в молекулярных, но и в коллоидно-дисперсных растворах. [12]
Хотя в дисперсной системе каждая частица оседает с собственной стационарной скоростью, однако на практике оседание частиц редко происходит в абсолютно неподвижном воздухе. Почти всегда воздух циркулирует, и отдельные его слои перемешиваются. Перемешивание приводит к выравниванию концентрации частиц в аэрозоле, которая со временем уменьшается вследствие седиментации. [13]
При совместном действии электрического и ультразвукового внешних силовых полей наблюдается заметная интенсификация процессов седиментации и коалесценции при наложении электрического поля. Однако следует заметить, что скорость движения частиц фазы и время образования границы фаза-среда несколько меньше, а время полного разделения несколько больше, чем при наложении только электрического поля. Положительное действие ультразвука заключалось в исключении таких процессов, как гетероадагуляция; полностью исключалось прилипание частиц фазы к электродам и к стенкам измерительных кювет, накопление пузырьков газа как на поверхности электродов, так и во всем объеме жидкости. Неблагоприятное воздействие ультразвука проявляется в уменьшении степени поляризации частиц дисперсной фазы и выравнивания концентрации частиц фазы по всему объему кюветы и у электродов. [14]
Максимальная скорость потока смещена в верхнюю часть сечения трубопровода, в то время как концентрация твердой фазы в этой области наименьшая. Таким образом, при относительно малых скоростях потока часть сточной жидкости, содержащей органические загрязнения, может проноситься по трубе не вступая во взаимодействие с активным углем. Для предотвращения этого нежелательного явления увеличивают скорость взвесенесущего потока либо по длине трубопровода устанавливают вставки, способствующие выравниванию концентрации частиц твердого материала и повышению степени турбулизации системы подобно тому, как это делается в вертикальнотрубчатых установках. [15]