химический каталог




Поверхностные силы

Автор Б.В.Дерягин, Н.В.Чураев, В.М.Муллер

ый в предыдущем параграфе.

Для разбавленного раствора в широких порах из (Х.10)и (Х.12) следует, что поток массы при АС = О равен

(Х.ЗО)

(Ч г АР — 1

h ~ h ц h

Изменение концентрации раствора при его продавливании через тонкопористую мембрану находит в настоящее время широкое практическое применение для опреснения воды, концентрирования различных растворов, улавливания ценных компонентов из сточных вод [24—27]. Мембранный метод оказывается более экономичным, чем выпаривание и ректификация, требующие затрат на нагревание и испарение жидкости.

Однако граничные условия, отвечающие практическому применению

мембранного метода, отличаются от

принятых при выводе уравнения

(Х.ЗО): здесь АС Ф 0. Кроме того,

как и в рассмотренных выше случаях, следует учитывать дополнительно диффузию растворенных мо- рис х 5 R обратноосМо.

лекул, эффект концентрационной по- тичесКого массопереноса в тонко-ляризации на входе потока в мембра- пористых мембранах ну, а также встречный капиллярно-осмотический поток, возникающий при АС Ф 0.

Рассмотрим плоскую тонкопористую однородную мембрану толщиной Z, через которую под действием некоторого перепада давления АР фильтруется разделяемый раствор, имеющий до мембраны постоянную концентрацию С0 (рис. Х.5). Для разделения растворов используются мембраны, отрицательно адсорбирующие растворенное вещество 1. Вследствие этого концентрация вытекающего раствора С/ оказывается пониженной: Cf < С0. Эффект разделения принято характеризовать коэффициентом селективности q>, равным

1 Возможно в принципе использование также и положительно адсорбирующих мембран, но их разделяющее действие много ниже [28, 29].

Ф=1--. (Х.31)

Разделение растворов при их течении через мембраны является эффектом, противоположным капиллярному осмосу — течению жидкости под действием разности концентрации. Оно получило поэтому название обратного демоса [24—27], хотя логичнее было бы его называть обратным капиллярным осмосом.

Решение задачи обратноосмотического разделения состоит в получении выражения для коэффициента селективности q> исходя из физических свойств системы «мембрана — раствор» и внешних условий: скорости течения v, температуры и интенсивности перемешивания раствора на входе в мембрану, способа сбора вытекающего раствора. Дальнейшее рассмотрение теории обратного осмоса будет вестись на основе развитого в наших работах подхода [28—30], включающего как частные случаи многие из полученных ранее решений [24—27].

Обратноосмотические мембраны отличаются от других типов мембран (ионно-обменных, непористых, ультрафильтрационных) невысокой плотностью поверхностного заряда, малыми размерами пор (г ~ 20 30 А) и отрицательной адсорбцией растворенного вещества, связанной с дальнодействием поверхностных сил. Поэтому в первом приближении можно использовать для расчетов модель незаряженных пор. Ввиду малости размеров пор и неопределенности их геометрии целесообразным упрощением является введение средних скоростей течения жидкости в порах vim (где т — пористость мембраны), средних коэффициентов диффузии растворенного вещества в поровом пространстве Dm, а также осредненных по сечению пор значений концентрации С и потенциала взаимодействия молекул с поверхностью пор Ф = U/kT. Расчет осредненных значений Dm и Ф применительно к различным моделям пористой структуры (цилиндрические и щелевые поры) сделан в работах [28—30].

Для ускорения отвода задержанного компонента разделяемый раствор прокачивается параллельно поверхности мембраны. Турбулентное перемешивание поддерживает практически постоянную концентрацию С0 на некотором удалении б от мембраны. Вблизи ее поверхности остается ламинарный подслой толщиной б (см. рис. Х.5), распределение концентрации-раствора в пределах которого определяется конвективным потоком раствора v по нормали к мембране под действием создаваемого на ней перепада гидростатического давления АР и диффузией в объемный раствор задерживаемого компонента. Существование неперемешива

страница 172
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Поверхностные силы" (3.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
киев учеба на кондионерщика
ноутбук HP
телевизор Сони
стикер на стену купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(21.09.2017)