Пористые тела структура

Для элементов слоя из непористого материала определение Хт трудностей не представляет. Для пористых материалов необходимо учитывать теплопроводность среды, заполняющей поры и структуру пор. Отличие пористых тел от зернистых засыпок состоит в том, что твердая фаза здесь является сплошной, а газовая или жидкая может быть дисперсной. На коэффициент теплопроводности пористого тела Хтэ влияет как внутренняя пористость, так и средний диаметр пор, Точнее, отношение этой величины к длине свободного пробега молекул газа, заполняющего поры [3, 18]. [c.107]

Рис. 6.1. Элемент структуры промерзшего пористого тела /—незамерзающие пленки 5 — лед 3 — частицы пористого тела 4 — фаза газа 5 — незамерзающие прослойки

Исследования состояния влаги в пористых телах давно уже привели к выводу об особом характере ее свойств вблизи поверхности частиц и о существовании так называемой связанной воды в дисперсных системах [1]. Отличия связанной воды от свободной объясняются перестройкой сетки межмолекулярных водородных связей в ее структуре под влиянием поля поверхностных сил. Моделирование структуры воды численными методами Монте-Карло и молекулярной динамики позволило получить некоторые количественные характеристики структурных изменений вблизи твердых поверхностей различной природы. При этом межмолекулярная водородная связь описывается различными потенциалами, правильность выбора которых проверяется путем сравнения рассчитанных и экспериментальных физических констант объемной воды. Поскольку численным методам посвящен ряд специальных статей этой монографии, остановимся только на основных результатах, важных для дальнейшего обсуждения. [c.7]

Объяснение этого явления может заключаться в том, что при малых скоростях фильтрации становится существенным силовое взаимодействие между твердым скелетом породы и фильтрующимся флюидом, которое может дать преобладающий вклад в фильтрационное сопротивление. При весьма малых скоростях потока сила вязкого трения пренебрежимо мала, тогда как сила межфазного взаимодействия остается при этом конечной величиной, поскольку она не зависит от скорости и определяется только свойствами контактирующих фаз. В результате такого взаимодействия нефть, содержащая поверхностно-активные компоненты, в присутствии пористого тела с развитой поверхностью образует устойчивые коллоидные растворы ( студнеобразные пленки, частично или полностью перекрывающие поры). Чтобы началось движение, нужно разрушить эту структуру, приложив некоторый перепад давления. 24 [c.24]

Обычно твердая фаза в процессах массопереноса представляет собой пористые тела. Структура пористых тел характеризуется формой пор, их направленностью, взаимным расположением и взаимным соединением (рис. 19-2). По форме поры могут представлять собой трубчатые каналы с местными сужениями и расширениями (рис. 19-2, а) каналы, образованные сферами с различной плотностью упаковки (рис. 19-2,6) бутылкообразные (рис. 19-2, в) и У-образные поры (рис. 19-2, г). [c.180]

Таким образом, подобно адсорбционному потенциалу, капиллярный потенциал характеризует дополнительное энергетическое взаимодействие в пористом теле. Однако если величина соответствует силам межмолекулярного взаимодействия структурных элементов матрицы мембран и компонентов газовой смеси, то капиллярный потенциал отражает влияние межмолекулярного взаимодействия между жидкостью и паром при искривленной поверхности раздела. Роль матрицы мембран сводится к формированию участков поверхности определенной кривизны за счет поровой структуры. [c.52]

Рассмотренная модель является одним из приближений в описании строения пористых тел, однако и оно позволяет найти корреляционные зависимости между варьируемыми факторами в процессе синтеза катализаторов (адсорбентов) и характеристиками их пористой структуры, а следовательно, прогнозировать их свойства и оптимальную технологию синтеза, не прибегая к трудоемким экспериментальным исследованиям. [c.147]

Для диоксида углерода при той же температуре 0°С наблюдается вторая сингулярная точка — минимум проницаемости в области, близкой к насыщению [3]. Следует отметить, что для СО2 указанные параметры состояния довольно близки к критическим. Для низкомолекулярных соединений (Нг, Не, Аг, N2, О2, СН4), критические температуры которых заметно ниже температуры разделения, проницаемость непрерывно возрастает с повышением давления в порах мембран [3]. Экспериментальный материал по проницаемости пористых мембран различной структуры достаточно ограничен, однако имеется обширная информация по массопроводности пористых тел при сушке и адсорбции [9, 14], при этом обнаруживаются подобные закономерности изменения кинетических коэффициентов. [c.58]

Пористые неорганические мембраны, как и адсорбенты, получают двумя основными путями, определяющими тип возникающей поровой структуры. Корпускулярный скелет пористого тела формируется из порошковой массы в результате спекания отдельных зерен (глобул) в месте контакта. При использовании частиц сферической формы возникающая поровая структура моделируется системой извилистых капиллярных каналов, площадь сечения которых периодически меняется от максимальной до минимальной. Таким путем создают пористые матрицы в форме дисков и трубок из металла, графита, кремнезема. Средний радиус пор в таких композициях колеблется в пределах 10- —10-5 м [1—5]. [c.38]

Если твердое тело может поглощать влагу или находится во влажном состоянии, то, как правило, оно является пористым. Большинство пористых, особенно высокопористых тел, можно представить как более или менее жесткие пространственные структуры — сетки или каркасы. Их в коллоидной химии называют гелями. Это уголь, торф, древесина, картон, бумага, ткани, зерно, кожа, глина, почвы, грунты, слабообожженные керамические материалы и т. д. Пористые тела могут быть хрупкими или обладать эластическими свойствами. Их часто классифицируют по этим свойствам. Пористые материалы обладают значительной и разной адсорбционной способностью по отношению к влаге, которая придает им определенные свойства. На практике в качестве адсорбентов. предназначенных для извлечения, разделения и очистки веществ, применяют специально синтезируемые высокопористые тела. Эти тела кроме большой удельной поверхности должны обладать механической прочностью, избирательностью и рядом других специфических свойств. Наиболее широкое применение находят активные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты. [c.129]

При организации процедур целенаправленного формирования необходимых характеристик микроструктуры катализатора важно не только получать достоверную первичную информацию о строении пористого тела, но и располагать эффективными приемами преобразования первичной качественной геометрической информации изображения в количественные оценки определяющих параметров идентифицируемых структур. Разработка эффективных способов преобразования первичной информации о микроструктуре пористых сред является основой представления знаний в интеллектуальных машинных комплексах и имеет важное значение для создания автоматизированных систем переработки информации в этих комплексах. [c.132]

Кроме П, и (гп ), заметное влияние на процессы массопереноса оказывает доля других пор и степень извилистости каналов, которую можно рассматривать как отношение среднего пути макрочастицы газа в пористом теле к линейному размеру в направлении потока I. Корпускулярные модельные структуры, составленные из сферических частиц одинакового размера, имеют при кубической укладке пористость Пу = 0,47 и коэффициент извилистости (/>//— 2 [9]. Для мембран с губчатой структурой оценка величин ( )/1 возможна на основе опытных данных по проницаемости, в частности, для пористого стекла Викор (Пу = 0,3), ( = 50 А) коэффициент извилистости пути с учетом локальных сужений капилляров достигает 5,9 [10, 11]. Для мембран (типа ядерных фильтров) с порами в форме прямых каналов отношение //= 1. [c.41]

По геометрическому строению пористые материалы можно разделить на рпд классов, основными из которых являются 1) корпускулярные пористые тела, образованные сросшимися или контактирующими частицами (первичные элементы — частицы форма пор зависит от формы частиц и их взаимного расположения, а размеры пор обусловлены размерами частиц и плотностью их упаковки) 2) губчатые пористые тела, в которых поры представляют собой каналы, полости или пустоты в сплошном твердом теле (первичные элементы—поры) 3) смешанные структуры, комбинирующие оба предыдущих вида. [c.370]

В системах со сложной колебательной структурой (пористые тела, псевдоожиженный слой) возможно возбуждение резонансов отдельных элементов. В ряде случаев существенный эффект достигается при временной или пространственной локализации энергии. Выбор подобных воздействий может быть проведен как по спектральным, так и по переходным (временным) характеристикам. Избирательные электрофизические свойства различных смесей и композиций (диэлектрические и магнитные) могут послужить основой для выбора вида электромагнитного воздействия прц ускорении процессов типа разделения. В отдельных процессах эффект может достигаться лри определенном сочетании воздействий. Эффективность различных технологических процессов, например фильтрации и коагуляции, приобрела в последние годы большое значение не только как операций извлечения целевых продуктов, но и вследствие остроты экологических проблем. Физические методы дают надежду выхода из тупиковых на сегодняшний день ситуаций. Многообразие систем, процессов и воздействий не [c.110]

Очевидно, что при прочих одинаковых условиях для данного адсорбирующего тела и данного адсорбируемого газа количество адсорбируемого вещества будет возрастать по мере увеличения адсорбирующей поверхности. Таким образом, для того чтобы достигнуть большого адсорбционного эффекта, необходимо иметь возможно большую поверхность адсорбента. Хорошими адсорбентами могут быть поэтому только такие материалы, которые обладают сильно развитой поверхностью, что свойственно или веществам, имеющим сильно пористую, губчатую структуру, или веществам, находящимся в состоянии тонкого измельчения (высокодисперсным). [c.366]

В отличие от кристаллических пористых тел избыточная свободная энергия аморфных структур определяется лишь величиной удельной поверхности. Поэтому спеканию аморфных тел не предшествуют процессы упорядочения структуры [120]. [c.54]

Жидкость в микрокапиллярах обладает аномальными свойствами. Так, с уменьшением радиуса капилляров пористого тела, например Силикагеля, вязкость водных растворов резко возрастает. Эффективный коэффициент диффузии веществ в глобулярных структурах (например, силикагели, алюмогели, алюмосиликаты) можно вычислить по уравнению [79] [c.130]

Электронная микроскопия по сравнению с другими методами, применяемыми для исследования структуры высокодисперсных и пористых тел, отличается тем, что позволяет видеть изучаемый объект. Если данные других методов необходимо так или иначе интерпретировать для получения упрощенных схематизированных представлений о структуре тел, то электронная микроскопия в известной области размеров свободна от этого ограничения [78—97]. [c.308]

По однородности пористой структуры можно выделить монодисперсные пористые тела, характеризующиеся одним максимумом на дифференциальной кривой распределения объема пор по эффективным радиусам , бидисперсные, три-дисперсные и т. д., имеющие два, три и т. д. максимума на дифференциальных кривых распределения, и полидисперсные материалы, отличающиеся размытым максимумом. [c.370]

Вполне очевидно, что коэффициент массопроводности не является постоянной величиной. Он зависит от природы проходящего процесса (адсорбция, сушка, выщелачивание), от ряда факторов, определяющих величину коэффициента молекулярной диффузии, и от структуры твердого пористого тела. [c.274]

На рис. 11-12 приведены типичные структурные модификации твердых пористых тел. Эти модификации наглядно показывают, что в отношении кинетики процесса различные структуры весьма неравноценны. [c.274]

Если пористое тело имеет корпускулярную структуру, т. е. образовано спекшимися между собой сферическими частицами одинакового размера, его удельную поверхиость легко оценить с помощью простого расчета. Полная поверхность и истинный объем тела, образованного из п сферических частиц радиусом г, равны [c.132]

В зависимости от способа приготовления алюмосиликатные катализаторы могут быть тонкопористыми, широкопористыми и со смешанной структурой. Нормально приготовленные алюиоси шкатные катализаторы — это пористые тела с широко развитой внутренней поверхностью, составляющей до 600 на 1 г катализатора. У катализаторов работает не только внешняя поверхность гранулы, но и (в основном) внутренняя поверхность пор, поэтому чем больше удельная поверхность, тем активнее катализатор. [c.17]

Соотнощение (III. 57) справедливо и для определения параметров порощков, для которых иногда можно проводить аналогии с пористыми телами. Однако при данном расчете не учитывается поверхность контакта частиц между собой. Число точек контакта может изменяться в зависнмостн от характера и плотности упаковки частиц в структуре пористого тела или порошка. Для сферических частиц это число не превышает двенадцати. Чем больше точек соприкосновения частиц, тем больше поверхность контакта и меньше удельная поверхность. Для порошков под поверхностью контакта понимают поверхность двух соприкасающихся частиц, расположенную в зоне действия молекулярных сил ( 0,1 нм). Таким образом, для сферической частицы радиусом г поверхностью контакта считается поверхность ее сегмента с высотой h = = 0,1 нм, а доля этой поверхности от всей поверхности составит [c.133]

Отражено современное состояние исследований свойств воды в дисперсных материалах и пористых телах (природные дисперсные системы, продукты химической технологии, биологические объекты). Изучение структуры и свойств воды в тонких слоях, пленках и порах имеет важное прикладное значение (при получении адсорбентов, катализаторов, наполнителей для композиционных материалов, создании стабилизаторов буровых растворов для управления флотацией и капиллярной пропиткой, а также прочностью горных пород и процессами структурообра-зования в пористых телах). [c.2]

Начнем рассмотрение процессов массопереноса с простейшего случая однокомпонентной жидкости в тонкой прослойке между незаряженными твердыми поверхностями. Здесь следует учитывать только один эффект, а именно — изменение структуры граничных слоев воды. При течении под действием градиента давления это приводит к необходимости учета послойного распределения вязкости по толщине прослойки г)(х). Если вид этой функции известен, то, решая уравнения Навье — Стокса, легко получить соответствующие выражения для скорости течения и потока в плоской щели или капилляре. В случае гидрофильных пористых тел это приводит к снижению коэффициентов фильтрации, а в случае гидрофобных — к их увеличению. [c.20]

Обсуждаются процессы массопереноса в пористых телах различной структуры и в модельных системах (пленках и капиллярах) на основе теории поверхностных сил. Особоег внимание обращается на физико-химический механизм процессов массопереноса. Пористые тела рассматриваются как гетерогенные дисперсные системы, между частицами которых действуют молекулярные, электростатические, структурные и стерические силы. Систематизированы и обобщены результаты теоретических и экспериментальных исследований, проведенных как в нашей стране, так и за рубежом. [c.288]

Огромное многообразие пористых сред и пх геометрпческих свойств до сих пор, не позволяет выработать единую и общую классификацию пористых сред, если в качестве классиф1щирующего критерия используется какой-либо единый набор количественных характеристик. Тем не менее существует множество полуколи-чественных классификаций пористых сред и их различных структурных представителен [1]. Наиболее распространены классификации по виду дополняющих друг друга элементов твердой фазы и норового пространства. По замечанию Л. В. Радушкевича, пространство пор и пространство твердой фазы в пористом теле относятся друг к другу как негатив к позитиву, так что и любые соответствующие классификации дополняют друг друга (принцип дополнительности). Итак, по объекту описания все геометрические модели микроструктуры катализаторов можно разделить на два класса первые моделируют структуру скелета пористого тела, вторые — структуру порового пространства. [c.127]

Авторы [42] подчеркивают приближенный и ограниченный характер зависимости, выражаемый этими уравнениями. Они применимы лишь к определенному кругу пористых тел — к стекловидным силикагелям и алюмосиликагелям, прокаленным при температуре не ниже 500 °С и обладающим однороднопористой структурой. Неоднороднопористые алюмосиликаты и силикагели этой зависимости не подчиняются [47]. При прокалке таких катализаторов поверхность уменьшается в большей степени, чем размер пор, и средний размер пор увеличивается. [c.38]

Быков В. Т., сб. Методы исследования структуры высокодисперй1ых и пористых тел , Изд. АН СССР, 1953, стр. 224. [c.183]

Более универсален для исследования структуры пористых тел метод реплик, когда в электронном микроскопе изучают тонкие отпечагки с внеши поверхности пористого тела или с поверхности его скола [78, 84]. [c.309]

Второй метод получения высокоднсперсных пористых адсорбентов и катализаторов заключается в обработке крупнопористых материалов агрессивными газами или жидкостями. При такой обработке получаются пористые тела губчатой структуры. Этим методом получают активные угли (пористые углеродные адсорбенты) из различного сырья — каменного угля, торфа, дерева, животных костей, ореховых косточек и др. Из этих материалов сначала удаляют летучие вещества при нагревании без доступа воздуха, в результате чего образуется крупнопористая структура угля, затем активируют уголь путем окисления газом (О2, СО2), водяным паром или обработкой химическими реагентами. [c.130]

Для характеристики пористых тел недостаточно знать только размеры пор и капилляров, которые могут быть различными по размерам и по числу, приходящемуся на единицу объема тела. Одной из основных характеристик пористой структуры тела является пористость — отношение объема пор 1/ к общему объему тела Уобщ [c.132]