18. Перемешивание рідких середовищ

>Перемешивание рідких середовищ,пастообразних i твердих сипучих матеріалів – одне з найбільш поширених процесів хімічної технології. Найчастіше за техніці зустрічаються процеси перемішування рідких середовищ – типовий приклад змішаної завдання гідродинаміці.

Під перемішуванням рідких середовищ розуміють процес багаторазового відносного перемішування макроскопічних елементів обсягу рідкої середовища під впливом імпульсу, переданого середовищі механічноїмешалкой, струменем газу чи рідини.

>Перемешивание рідких середовищ застосовують на вирішення таких засадничих завдань: 1) інтенсифікації процесів тепло- імассопереноса, зокрема й за наявності хімічної реакції;

2) рівномірного розподілу твердих частинок обсягом рідини (при приготуваннісуспензий), і навіть рівномірного і розподілу і роздрібнення до заданоїдисперсности рідини в рідини (при приготуванні емульсій) чи газу рідини (прибарботаже).

Апарати зперемешивающими пристроями широко використав хімічної технології для таких процесів, як випарювання, кристалізація, абсорбція, екстракція та інших.

При перемішуванні градієнти температур і концентрацій серед,заполняющей апарат, прагнуть мінімального значенням. Тому апарати із мішалкою, наприклад, структурою потоків найбільш близькі до моделі ідеального змішання.

>Перемешивание рідких середовищ може здійснюватися у різний спосіб: обертальним чиколебательним рухоммешалок (механічне перемішування);барботажем газу через шар рідини (пневматичне перемішування);прокачиванием рідини черезтурбулизующие насадки; перекачуванням рідини насосами по замкненому контуру (>циркуляционное перемішування).

Процес перемішування характеризується інтенсивністю і ефективністю, і навіть витратою енергії з його проведення.

Інтенсивність перемішування визначається кількістю енергії N,подводимой до одиниці обсягу Vперемешиваемой рідини в одиницю часу (>N/V) або до одиниці масиперемешиваемой рідини (I=N/Vс).Интенсивностью перемішування обумовлений характер руху рідини в апараті. Підвищення інтенсивності перемішування завжди пов'язані з збільшенням енерговитрат, а технологічний ефект від участі збільшення інтенсивності перемішування обмежений суворо певними межами. Тому інтенсивність перемішування слід визначати з умов досягнення максимального технологічного ефекту при мінімальних енерговитратах. Інтенсифікація процесу перемішування дозволяє підвищити продуктивність встановленої апаратури чи знизити обсяг проектованої.

17. Розділення неоднорідних систем.

Класифікація і характеристика неоднорідних систем

      Будь-яка  неоднорідна система складається  із двох чи більшої кількості фаз. Одна з них—дисперсна, або внутрішня  фаза характеризується дуже подрібненим станом, інша ж, дисперсійна, або зовнішня, фаза оточує частинки першої і є середовищем, в якому розподілені частинки дисперсної фази. Дисперсна фаза і дисперсійне середовище неоднорідної системи можуть перебувати у будь-якому агрегатному стані: твердому, рідкому або газоподібному.

      Газові  неоднорідні (гетерогенні) системи являють собою газоподібне дисперсійне середовище із завислими твердими або рідкими частинками. Ці системи поділяють на дві групи: механічні і конденсовані системи, що відрізняються одна від одної способом утворення і розміром частинок.

      Механічні газові системи утворюються під час дробіння або стирання твердих тіл, під час розпилювання рідин; такі дисперговані в газі частинки називають пилом. Розміри твердих частинок пилу коливаються в межах від 5 до 50 мкм.

      Конденсовані газові системи утворюються в процесі конденсації частинок з газу (пари) або внаслідок взаємодії двох газів, в результаті чого частинки газу (пари) переходять в рідкий або твердий етан. У першому випадку утворюється туман, у другому — дим. Розміри частинок у конденсованих газових системах коливаються в межах 0,3...0,001мкм.                             

      Рідкі неоднорідні системи поділяють на три класи: суспензії, емульсії і піни.

      Суспензії — системи, що складаються з рідкого дисперсійного середовища завислих у ньому твердих частинок.

      Емульсії—системи, в яких рідке дисперсійне середовище і завислі в ньому частинки однієї чи кількох інших рідин.

      Піни  — системи, що складаються з рідкого дисперсійного середовища і завислих у ньому частинок газу.               

      З усіх трьох класів рідких неоднорідних систем у техніці найчастіше зустрічаються суспензії. За ступенем подрібненості твердої дисперсної фази умовно розрізняють:

      а)грубі  суспензії, в яких розмір завислих частинок більший за 100 мкм;

      б) тонкі суспензії з частинками твердої фази від 100 до 0,5 мкм;

      в) каламуті, в яких розмір завислих частинок не перевищує 100 мкм; в каламутях завислі частинки інтенсивно рухаються (броунівський рух) і не осідають під дією сили тяжіння;

      г) колоїдальні розчини — з частинками у межах від 100 мкм.        

      Важливою  характеристикою суспензій є  їх концентрація. Підвищення вмісту твердої речовини збільшує в'язкість суспензії і при певній концентрації в'язкість може бути настільки значною, що суспензія втрачає .властивості текучості і практично перестає бути рідиною.