загрузка...
загрузка...
На головну

Неоднорідні системи і методи їх розподілу.

  1. B.3. Системи економетричних рівнянь
  2. D.3. Системи економетричних рівнянь
  3. I. 2.4. Принципи та методи дослідження сучасної психології
  4. I. Методи перехоплення.
  5. I. Суб'єктивні методи дослідження ендокринної системи.
  6. I. Суб'єктивні методи дослідження кровотворної системи.
  7. I. Суб'єктивні методи дослідження органів жовчовиділення і підшлункової залози.

Неоднорідними, або гетерогенними, системами називають системи, що складаються з двох або декількох фаз. Фази, що становлять систему, можуть бути, в принципі, механічно відділені одна від одної.

Як вказувалося, будь-яка неоднорідна бінарна система складається з дисперсної (внутрішньої) фази і дисперсійного середовища, або суцільний (зовнішньої) фази, в якій розподілені частки дисперсної фази.

Залежно від фізичного стану фаз розрізняють: суспензії, емульсії, піни, пилу, дими і тумани.

Суспензії - неоднорідні системи, що складаються з рідини і зважених в ній твердих частинок. Залежно від розмірів твердих частинок (в мкм) суспензії умовно поділяють на грубі (більш 100), тонкі (0,5-100) і каламуті (0,1-0,5).

Перехідну область між суспензиями і істинними розчинами (гомогенні системи) займають колоїдні розчини, в яких розміри часток, що знаходяться в рідині, є середніми між розмірами молекул і частинок суспензій. Кордон між суспензиями і колоїдними розчинами може бути в першому наближенні охарактеризована появою броунівського руху твердих частинок, з виникненням якого ці частинки не можуть осідати під дією сили тяжіння.

Емульсії - системи, що складаються з рідини і розподілених в ній крапель іншої рідини, що не змішується з першою. Розмір частинок дисперсної фази може коливатися в широких межах. Під дією сили тяжіння емульсії розшаровуються, однак при незначних розмірах крапель (менш 0,4-0,5 мкм) або при додаванні стабілізаторів емульсії стають стійкими і не розшаровуються протягом тривалого часу. Зі збільшенням концентрації дисперсної фази з'являється можливість звернення (інверсії) фаз. В результаті злиття (коалесценції) крапель дисперсна фаза стає суцільною; в ній виявляються зваженими частки фази, що була до цього зовнішньої.

Фізичні властивості (щільність, в'язкість) суспензій і емульсій визначаються об'ємним співвідношенням фаз, що складають систему, і їх фізичними властивостями. Середня щільність суспензій і емульсій (Кг / м3) обчислюється за рівнянням

 (1)

де и  - Щільність дисперсної і суцільний фаз, кг / м3;  - Об'ємна частка дисперсної фази.

в'язкість суспензії (н сек / м2) Залежить від концентрації твердої фази, але не залежить від розміру твердих частинок. В'язкість суспензій визначається наступним чином:

при об'ємної концентрації твердої фази не більше 10%

 (2)

при об'ємної концентрації твердої фази більше 10%

 (3)

де  - В'язкість суцільний фази, н сек / м2.

в'язкість емульсій сек / м2) знаходиться за рівнянням:

при об'ємної концентрації дисперсної фази не більше 50%

 (4)

при об'ємної концентрації дисперсної фази понад 50%

 (5)

де и  - В'язкість суцільний і дисперсної фаз, н сек / м2.

Піни - системи, що складаються з рідини і розподілених в ній бульбашок газу. Ці газо-рідинні системи за своїми властивостями близькі до емульсій.

Пилу і дими - системи, що складаються з газу і розподілених в ньому частинок твердої речовини. Пилу утворюються зазвичай при механічному розподілі часток в газі (при дробленні, змішуванні і транспортуванні твердих матеріалів і ін.). Розміри твердих частинок пилу становлять приблизно 3-70 мкм. Дими виходять в процесах конденсації пари (газів) при переході їх в рідке або тверде стан, при цьому утворюються тверді зважені в газі частинки розмірами 0,3-5 мкм. При утворенні дисперсної фази з частинок рідини приблизно таких же розмірів (0,3-5 мкм) виникають системи, звані туманами. Пилу, дими і тумани є аеродісперсние системи, або аерозолі.

Зазначені системи можуть утворюватися також при хімічній взаємодії газів, що протікає з утворенням твердої або рідкої фази. При цьому дисперсність системи буде визначатися швидкістю утворення центрів (ядер) конденсації і швидкістю їх росту.

У хімічній технології широко поширені процеси, пов'язані з поділом рідких і газових неоднорідних систем. Вибір методу їх поділу обумовлюється, головним чином, розмірами зважених часток, різницею щільності дисперсної, і суцільний фаз, а також в'язкістю суцільний фази. Застосовують наступні основні методи поділу: 1) осадження, 2) фільтрування, 3) центрифугування, 4) мокре поділ. Ці методи лежать в основі гідромеханічних процесів поділу неоднорідних систем.

Осадження являє собою процес поділу, при якому зважені в рідині або газі тверді або рідкі частинки відділяються від суцільної фази під дією сили тяжіння, сил інерції (в тому числі відцентрових) або електростатичних сил. Осадження, що відбувається під дією сили тяжіння, називається відстоюванням. В основному відстоювання застосовується для попереднього, грубого поділу неоднорідних систем.

Фільтрування - процес поділу за допомогою пористої перегородки, здатної пропускати рідину або газ, але затримувати зважені в середовищі тверді частинки. Воно здійснюється під дією сил тиску або відцентрових сил і застосовується для більш тонкого розділення суспензій і пилу, ніж шляхом осадження.

Центрифугування - процес розділення суспензій і емульсій в поле відцентрових сил. Під дією цих сил осадження поєднується з ущільненням утворюється осаду, а фільтрування - з ущільненням і механічної сушінням осаду.

Мокре поділ - процес уловлювання зважених в газі частинок якою-небудь рідиною. Воно відбувається під дією сил тяжіння або сил інерції і застосовується для очищення газів і розділення суспензій. При обробці суспензій мокре поділ використовують в комбінації з іншими способами поділу (промивка опадів в процесах відстоювання і фільтрування).

Незважаючи на спільність принципів поділу рідких і газових неоднорідних систем деякі методи їх розподілу, а також обладнання, що застосовується в ряді випадків мають специфічні особливості. Тому процеси розділення рідких і газових систем нижче розглянуті окремо.

 



Попередня   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   Наступна

Характеристики насосів. | Робота насосів на мережу. | Спільна робота насосів. | Принцип дії і типи насосів. | Продуктивність. | Осадження під дією сили тяжіння. | відстоювання | Рух рідин через нерухомі зернисті і пористі шари. | Гідродинаміка киплячих (псевдозріджених) зернистих шарів |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати