1 .Основи гідрокінетики

1.1 .Загальні відомості

В хімічних і нафтохімічних виробництвах багато процесів призводять до утворення неоднорідних сумішей, які в подальшому мають бути розділені. Розділення може мати різну мету, а саме очистку газової або рідкої фази від завислих в ній забруднюючих частинок або виділення цінних продуктів, завислих в газовій або рідкій фазі. Часто зустрічаються задачі протилежного характеру: з речовин , що знаходяться в різних агрегатних станах, необхідно отримати суміш. Рішення цих задач базуються на гідро—кінетичних закономірностях, осадження та фільтрування.

Гідрокінетика - це частина гідродинаміки, яка вивчає теоретичні основи для визначення кінетичних закономірностей процесів осадження та фільтрування.

Гідрокінетика розглядає наступні основні задачі: обтікання падаючого в рідкому середовищі тіла (зовнішня задача) і рух рідин по каналах (внутрішня задача). Вирішуючи ці задачі можна знаходити швидкості процесів розділення або отримання неоднорідних сумішей.

1.2.Класифікація рідких неоднорідних систем та гідромеханічних процесів.

Неоднорідними, або гетерогенними, називають системи, що складаються з двох фаз. При цьому одна з фаз е суцільною (дисперсійне середовище), а інша - дисперсна, що розподілена в першій в подрібненому стані у вигляді краплин, пузирьків, дрібних твердих частинок і т.д. (див рис. 1.2.1)

Дисперсне середовище

Дисперсна фаза

Рис.1.2.1. Умовне зображення гетерогенної системи

В залежності від фізичного стану фаз розрізняють наступні бінарні гетерогенні системи: суспензії, емульсії, піни, пили, дими і тумани.

Суспензія - система, що складається з рідини і завислих в ній твердих частинок.Суспензії поділяються на

- грубі - розміри частинок > 100мкм

- тонкі - розміри частинок «0,1- 100мкм

- колоїдні розчини - розміри частинок < 0,1мкм

Піна- система, що складається з рідини та розподілених в ній бульбашок газу . Ці газо-рідинні системи по властивостям близькі до емульсій .

Емульсія - система з рідин і розподілених в ній краплинок іншої речовини, що не розчиняються в ній

Пил - система, що складається з газу і розподілених в ньому частинок розмір 5-50 мкм; утворюється переважно при дробленні, змішуванні і транспортуванні твердих матеріалів.

Дим - система, що складається з газу і розподілених в ньому частинок розміром 0,3-5 мкм; утворюється при горінні.

Туман - система, що складається з газу і розподілених в ньому краплин рідини розміром менше 5 мкм (0,3 - 3 мкм)

Пили, дими, тумани являють собою аеродисперсні системи і називаються - аерозолями.

Перехід суцільної фази в дисперсну називають інверсією фаз. Системи, що мають частинки різних розмірів називають полідисперсними.

Системи в яких всі частинки близькі за розмірами називають монодисперсними.

Укрупнення краплин або бульбашок шляхом їхнього злиття називають коалісценцією, а укрупнення твердих частинок внаслідок їх злипання - коагуляцією.

1.3. Методи очищення неоднорідних систем

Процеси пов'язані з розділами неоднорідних сумішей, грають велику роль в хімічній технології при підготовці сировини і очищенні готової продукції, при очистці стічних вод і газів, а також при виділенні з них цінних компонентів.

Використовують наступні основні методи розділення:

1) осадження під дією сил тяжіння;

2) розділення в полі відцентрових сил;

3) електроочищення газів;

4) фільтрація газів та рідин;

5) вологе очищення газів.