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.

1.4 Матеріальний баланс гідромеханічних процесів

1.4 Розглянемо процес розділу неоднорідної рідкої суміші, що складається з речовини „а”, що складають суцільну фазу, і речовини „в”

Позначимо:

G_c – кількість вихідної суміші, кг;

X_c – доля рідини „в” у вихідній суміші, масові %

G_п – кількість очищенного продукту (рідини), кг

X_п – доля рідини „в” в очищенному продукті, масові %;

G_o – кількість осаду, кг;

X_o – доля речовини „в” в осаді, %;

– густина продукту „а”;

– густина продукту „в”.

За відсутністю втрат матеріальний баланс можна представити рівняннями: по загальній кількості речовини

для дисперсної фазі (речовини „в”)

Вирівшивши рівняння відносно G_п і G_о знайдемо кількість очищенного продукту G_п і кількість осаду:

Об'єми (в м³) вихідної суміші V_c, очищенного продукту V_п і осаду V_о можуть бути визначені з рівнянь:

Концентрація дисперсної фази в отриманій суміші