2.Масообмінні процеси. Конвективний обмін речовин.

При молекулярній дифузії молекули дифундуючої речовини переходять через поверхню розділу фаз в обох напрямках, що відбувається в результаті того, що траєкторія руху молекул має суто випадковий характер і не залежить від концентрації речовини. Загальне число молекул розподіленої речовини, які рухаються з боку області високої концентрації більше ніж з боку низької концентрації, результатом дифузії буде перенесення молекул речовини в область низької концентрації. Процес масообміну буде відбуватись до тих пір, поки не настане рівновага, тобто такий стан системи, коли кількість молекул перенесених з однієї фази в іншу буде рівна. Крім концентрації істотний вплив на кінетику процесу масопередачі мають: природа фаз, їх агрегатний стан, гідродинамічні умови руху фаз. Процес масообміну може здійснюватися при різному відносному русі взаємодіючих фаз. За напрямком їх відносного руху розрізняють: прямоток, протитечію, перехресний і змішаний потік. При прямоточному русі фаз вздовж поверхні їх розподілу відбувається прцес масообміну.

Закон конвективної дифузії, відкритий Щукарьовим, є аналогом закону тепловіддачі Ньютона. Його математичний вираз має вигляд , де β - коефіцієнт масовіддачі, що характеризує перенесення речовини одночасно дифузією і конвекцією; - концентрація речовини, що розподіляється на кордоні фази, що розглядається як рівноважна; - концентрація в ядрі потоку. З рівняння випливає, що кількість речовини, перенесена від поверхні розділу в приймаючу фазу, пропорційна різниці концентрацій на межі розділу фаз і в ядрі потоку приймаючої фази, поверхні контакту фаз і часу. Коефіцієнт масопередачі показує, яка кількість речовини передається від кордону розділу фаз в приймаючу фазу через 1 м² поверхні в одиницю часу і при різниці концентрацій, що дорівнює одиниці. Диференційне рівняння конвективного масообміну:

або

3.Подрібнення вологих матеріалів.

Подрібнення матеріалів – доволі енергомісткий процес і на нього припадає 80% від виготовлення матеріалу. Подрібнення характеризується модулем подрібнення, яке визначається D_cp- середній розмір зерен до подрібнення d_cp - середній розмір після подрібнення. За крупністю подрібнення поділяється: крупне подрібнення; середнє; мілке; тонкий помел; надтонкий помел. d_cp= . Подрібнення може бути сухим або мокрим способом. При сухому помелі виділяється багато пилу, який потрібно нейтралізувати. Мокрий помел – використовується з допомогою води (в основному при виготовленні керамічних виробів – способом лиття). За способом організації поділяється на відкритий та закритий цикл. Під час подрібнення матеріалів спостерігається два одночасно відбуваючихся процеси: руйнування часток зовнішньою силою та агрегація часток . обидва ці процеси залежать від природи зовнішнього середовища та умов його взаємодії з частками. Дослідження Ребіндера та його наступників показали, що подрібнення твердих тіл можна значно активізувати, використовуючи ефект адсорбційного зниження міцності. При навантаженні тіла розвиваються вже існуючі на поверхні і всередині матеріалу дефекти. Руйнування тіл полегшується, якщо якимось способом сприяти розвитку всіх цих дефектів. Наявність мікротріщин дозволяє зовнішньому середовищу проникати в поверхневий шар матеріалу. Якщо навколишнє середовище - рідина, то вона утворює в тріщинах надтонкі плівки, яка має надлишкову вільну енергію. Щоб зменшити цю енергію, плівка прагне потовщуватись в мікротріщині, тобто зумовлює розклинюючий тиск на стінки тріщини, руйнуючи її. Руйнування твердого тіла під впливом даної рідини можна інтенсифікувати, додавши поверхнево-активні речовини ПАР. Рідина в процесі подрібнення дисоціює, а продукти дисоціації здатні утворювати з`єднання з поверхнею подрібнюваного матеріалу.

Білет 15