Пеногашение к кипящих средах
Подавление пенообразования в кипящих средах отличается - некоторыми особенностями. Они обусловлены, с одной стороны, спецификой механизма стабилизации динамических пен, а с другой — особыми свойствами применяемых пеногасителей.
В кипящих жидкостях пеиогасителем может быть жидкое плн твердое вещество, не обладающее фугитнвпостыо при температуре кипения вспенивающейся жидкости, например касторовое масло, к которому добавляют для усиления эффективности танннн или крахмал. В качестве пеногасителей широко так-
Таблица 25. Эффективность силиконового пеногасителя по отношению к нагретым маслам Для силикона О-21.7-10-' Н/м
|
Же используют амиды и полиамиды. Высокую пеногасящую эффективность имеют диамиды с числом атомов углерода в углеводородном радикале 17 и более.
Роль пеногасителя в кипящих водных растворах сводится, по-видимому, к гидрофобизации пленок пены и одновременному «выталкиванию» из пленок частиц мелкодисперсной фазы, участвующих в стабилизации пузырьков пены [416]. В тех участках пены, где имеются частицы пеногасителя, прочность пленок пепы резко снижается и пузырьки разрушаются.
При изучении с помощью скоростной киносъемки действия силиконовых пеногасителей на вспененные нагретые машинные масла обнаружено, что отдельные малорастворимые капельки силикона прилипают к поверхности раздела масло — воздух и медленно растекаются по пей [422]. Пузырьки воздуха в присутствии силикона имеют значительно большие размеры, чем без него. По-видимому, это обусловлено снижением прочности поверхностного слоя.
В табл. 25 приведены данные, демонстрирующие эффективность силиконового пеногасителя по отношению к некоторым маслам, имеющим различные физико-химические свойства. Эти данные составлены по результатам работы [422].
Согласно изложенным выше представлениям силикон должен растекаться по маслу. Однако это явление не наблюдали, вероятно, вследствие большой вязкости исследованных масел. Не исключено, что истинное значение s отличалось от расчетного из-за того, что силикон применяли в виде 0,1%-ного раствора в н-пентане.
Исходя из описанного выше механизма разрушения пены, предпринята попытка теоретически рассмотреть процесс пеногашения в нагретых маслах с использованием уравнений Пуа - зейля и Навье — Стокса. Была получена формула для определения отношения времени жизни пузырька в присутствии т п в отсутствие т0 капли пеногасителя:
Т/т0 = 0,160 - Ц - -EQl^- (13.11)
8с nrs
Где р — плотность масла; г0 — начальный радиус пузырька; б — конечная толщина пленки пузырька, п — число частиц пеногасителя со средним радиусом Т Во — коэффициент пропорциональности.
Полученное уравнение подвергалось косвенной проверке, возможность которой обусловлена независимостью отношения 218
Ru-$/(Nr) от физических свойств масла. Значение этой величины зависит только от концентрации дисперсной силиконовой фазы. Приближенный расчет по уравнению (13.11) показывает, что если одна силиконовая частица диаметром 10 мкм приходится па одни пузырек воздуха диаметром 1 мм, то способность к ценообразованию в масле снизится в 1000 раз.
Следует иметь в виду, что, несмотря па попытку математического описания эффективности пепогашеппя, данная работа имеет ограниченное значение и ее результаты не могут быть перенесены на другие пепообразующне и пеиогасящне системы.