книги из ГПНТБ / Авдеев, Н. Я. Аналитико-статистические исследования кинетики некоторых физико-химических процессов учеб. пособие

Обозначения: т — мода, тт — медиана, х — математическое ожида­

ние, о— среднеквадратическое отклонение, у% —коэф­ фициент. вариации, / — показатель неоднородности.

90

Т а б л и ц а 51

Параметры и статистическая характеристика распределения прочности межфазного слоя раствора поливинилового спирта на границе с бензолом

§ 21. Характеристика некоторых моющих средств

Установлено [119], что моющее действие растворов техниче­ ских мыл зависит от введения в них различных электролитов, известных своим коллоидизирующим влиянием. Например, если в раствор чистого олеата натрия вводить определенные количе­ ства электролитов HCl, NaCl, Na3P04, то для каждого конкрет­ ного случая в зависимости от концентрации олеата натрия полу­ чаются соответствующие изотермы пенистости, служащие ха­ рактеристиками свойств моющих веществ.

Статистическая обработка экспериментальных данных Все­ союзного научно-исследовательского института жировой про­ мышленности [120] показала [121], что изменения пенистости раствора олеата натрия в зависимости от его концентрации обла­ дает определенной статистической закономерностью, описывае­ мой уравнением вида (14—17). Среднеабсолютная погрешность взаимного отклонения расчетных и опытных определений пени­ стости по всем испытанным образцам (табл. 52) не превышает 1%; максимальная погрешность по отдельным замерам состав­ ляет около 2%.

Обозначения: С — мода изотерм пенистости;

С — математическое ожидание; Ст — медиана изотерм пенистости.

91

§22. Диссоциация оксигемоглобина

Вработе ]122] показывается, что кривые диссоциации окси­ гемоглобина [123, 124] можно записать в аналитической форме уравнением вида (14)

р — парциальное давление кислорода, ос и п — параметры, за­ висящие от напряжения углекислоты (С).

Для вычисления параметров ос и п уравнения (88) можно вос­ пользоваться формулами (12, 13).

Согласованность расчетных и опытных [123, 124] данных диссоциации оксигемоглобина показывается на примерах, ' пред­ ставленных табл. 53, из которой видно, что параметр ос с увели­ чением напряжения углекислоты монотонно убывает, а пара­ метр п, наоборот, монотонно возрастает. Применяя статистиче­ ский анализ для определения параметров уравнения (88), нахо­

92

93

Следовательно, если напряжение углекислоты (С) задано, то параметры уравнения (88) в рассматриваемом случае могут быть вычислены по формулам (89). Если напряжение углекис­ лоты не задано, то оно может быть найдено по формулам:

Далее, так как уравнение (88) при С = const выражает ку­ мулятивную кривую диссоциации оксигемоглобина, то диффе­ ренцированием этого уравнения по р получим уравнение кривой интенсивности процесса диссоциации оксигемоглобина

Исследуя функции (91) на экстремум, получим формулу, позволяющую по напряжению углекислоты определить пар­ циальное давление кислорода, при котором процесс' диссоциа­ ции оксигемоглобина протекает наиболее интенсивно

<92>

§23. Распределение температуры в дисперсных материалах

Вработе [125], посвященной исследованию кинетики тер­ мовлагопроводности в дисперсных материалах с помощью гам­ маскопии, приведены экспериментальные кривые изменения температуры различных слоев образца торфа во времени. Из анализа этих кривых следует, что температурное поле во всех сечениях достигает стационарного состояния в течение первых

двух часов опыта. У стенки нагревателя (координата у = 0)

температура возрастает монотонно и достигает своего макси­ мума (45°) за 1,5 часа от начала опыта. У поверхности холодного торца кюветы температура в течение первых 30 мин. остается равной комнатной (21°), а затем постепенно возрастает на 3,2° за счет теплопроводности и тепла, приносимого потоком влаги.

В промежуточных слоях с координатами у = 0,3, у = 0,5,

температура образца вначале поднимается медлен­

но, затем более быстро и снова медленно, приближаясь асимпто­ тически к стационарному значению (табл. 54).

Исходя из ряда общих предпосылок по обсуждаемому вопро-

94

где m — масса тела, с — его теплоемкость, k — коэффициент пропорциональности, Т0 — температура окружающей среды, 7\ — начальная температура тела.

Для наиболее полной характеристики послойного распреде­ ления температуры в дисперсных материалах существенное зна­ чение имеют интенсивность изменения температуры во времени и момент времени т = т„, соответствующий наибольшей интен­ сивности течения процесса. Аналитическая характеристика этих показателей может быть найдена дифференцированием функции (93) и исследованием на экстремум полученного при этом урав­ нения.

Т а б л и ц а 54

Согласованность расчетных по формулам (Р) и опытных определений (0) послойного распределения температуры торфа

96

( 102)

Г Л А В А Ш

ВЛИЯНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ И ДРУГИХ ФАКТОРОВ НА ПОЛИДИСПЕРСНОСТЬ ВЕЩЕСТВА

§ 24. Ультразвуковая и гидродинамическая обработка бентонитовых суспензий

1. Объектом исследования был выбран порошковый бент нит аскангель, применяемый в винодельческой промышленно­ сти для осветления вин. Ультразвуковая обработка водных раст­ воров бентонита проводилась на лабораторной установке Рос­ товского филиала Всесоюзного заочного института пищевой промышленности, состоящей из металлической ванны, ко дну которой прикреплен магнитострикционный преобразователь ти­ па ПМС-6, питаемый от генератора УЗГ-2,5А с частотой колеба­ ний 22 кгц. Механическое перемешивание раствора производи­ лось при помощи вертикальной мешалки пропеллерного типа со скоростью 50 об!мин. Водный раствор бентонита готовился с 20-минутной предварительной замочкой непосредственно перед озвучиванием. В каждой серии опытов в установку заливалось по 5 литров 10% раствора бентонита при постоянной начальной температуре 20° С и постоянном режиме работы генератора про­

казано, что кинетика накопления осадка дисперсной фазы водных 0,1 % суспензий контрольных и озвученных образцов бентонита на чашечке весового седимеитометра хорошо аппроксимируется уравнением (34).

9S

Хорошая согласованность расчетных и опытных определений кинетики седиментации (табл. 55, 56) и высокая воспроизводи­ мость (табл. 57, 58) отдельных испытаний для большего числа образцов свидетельствуют о том, что данные табл. 57 и 58, полу­ ченные аналитическим методом расчета [2, 13], достаточно полно отражают количественную характеристику воздействия ультра­ звуковой обработки на фракционный состав и другие показатели дисперсности бентонитовых суспензий.

Из табл. 57 и 58 видно, что ультразвуковая обработка 10% раст­ вора бентонита во всех случаях значительно изменяет грануло­ метрическую характеристику дисперсной фазы 0,1% суспензии. Пофракционное сравнение распределения контрольных и озву­ ченных образцов бентонита (табл. 57, 58) показывает, что аку­ стическое поле в .результате диспергирующего действия резко ■уменьшает процентное содержание фракций с размерами час­ тиц от 5 до 50 мк, увеличивает и притом значительно (в 4—7 раз) содержание фракций частиц меньше 1 мк. Остальные фракции частиц системы при этом изменяются незначительно, сохраняя определенное динамическое равновесие.

Наглядной иллюстрацией диспергирующего воздействия ультразвука в зависимости от времени озвучивания являются также показатель диспергирования [45], средневзвешенные экви­ валентные диаметры частиц, коэффициент неоднородности систе­ мы и величина внешней удельной поверхности [2, 33], которая в рассматриваемом случае (табл. 58) увеличивается в 20—50 раз по сравнению с удельной поверхностью контрольного образца бентонита.

Из сравнения данных табл. 57 и 58 видно, что в процессе сушки предварительно озвученного раствора бентонита происхо­ дит незначительное увеличение процентного содержания фрак­ ций частиц с размерами от 1 до 50 мк за счет соответствующего уменьшения содержания фракции частиц с размерами меньше 1 мк; фракции с размерами частиц больше 50 мк и в этом случае почти не изменяются.

Удельная поверхность бентонита после сушки (табл. 58) уменьшается примерно в два раза по сравнению с ее первоначаль­ ным значением (табл. 57), оставаясь при этом все нее в 8—25 раз

Ханларского и Саригюхского месторождений. Метод ультразву­ ковой обработки описан в пункте 1. Отличительная особенность в данном случае состояла в резонансной синхронности частот