6) Неоднородные системы, их классификация и основные свойства. Расчет плотности и вязкости неоднородной системы.

Неоднор. с-ми наз-ся с-мы, состоящие из 2-х и более фаз.

Вязкая неоднородная сис-ма состоит из 2-х фаз: основная (сплошная или дисперсионная) и 2 фаза – распределенная или дисперсная.

Неоднор. сист., в которой сплошной фазой является жидность наз-ся жидкой неоднородной сист(ЖНС). Система, в которой сплошной фазой является газ, наз-ся газовой или аэрозоль.

ЖНС:1)жид.+тв.=суспензия 2)жид.1+жид.2=эмульсия

Суспензии делятся на грубые, средние (200 микрон-5микрон), тонкие (меньше 5 микрон). Размер частиц играет важную роль, частицы меньше 0,5 микрона выделению не подвергаются.

Газовые неоднор. сист. : 1)газ+тв. Тело=пыль

2)газ+тв. Тело+жидкость=дым

3)газ+капельная жидк.=туман

4)газ+жидкость=пена

Процессы направлены либо на образование, либо на разделение однородных систем.

Плотность и вязкость суспензий и эмульсий определяют объемным соотношением фаз, составляющих систему, и их физ. свойствами.

Средняя плотность суспензий и эмульсий (ρ - кг/м³) вычисляется по уравнению:

ρ = ρ_дφ+ ρ_с(1-φ) где ρ_диρ_с – плотность дисперсной и сплошной фаз,кг/м³

φ – объемная доля дисперсной фазы.

Вязкость суспензии (μ - н·сек/м²) зависит от концентрации твердой фазы, но не зависит от размера твердых частиц. Вязкость суспензии определяется следующим образом при объмной концентрации твердой фазы не более 10%:

μ = μ_с(1+2,5 φ)

При объмной концентрации твердой фазы более 10%:

μ = μ_с где μ_с – вязкость сплошной фазы.

7. Назначение, основные способы и схемы ведения процесса перемешивания.Уравнение материального баланса.

Перемешивание в жидких средах широко применяется в химической промышленности для приготовления эмульсий, суспензий и получения гомогенных систем, а так же интенсификации химических, тепловых и диффузных процессов. В последнем случае перемешивание осуществляют непосредственно в предназначенных для проведения этих процессов аппаратах, снабженных перемешивающими устройствами.

Цель перемешивания определяется назначением процесса. При приготовлении эмульсий для интенсивного дробления дисперсной фазы необходимо создавать в перемешиваемой среде значительные срезающие усилия, зависящие от градиента скорости. В тех зонах аппарата, где градиент скорости жидкости имеет наибольшое значение, происходит наиболее интенсивное дробление диспергируемой фазы.

Перемешивание применяют в процессах адсорбции, выпаривания, экстрагирования и других процессах хим.технологии.

Независимо от того, какая среда смешивается с жидкостью- газ, жидкость или тв. вещество,- различают два основных способа перемешивания в жидких средах: механический (с помощью мешалок различных конструкций) и барботажный (сжатым воздухом или инертным газом). Кроме того, применяют перемешивание в тубопроводах и перемешивание с помощью насосов и сопел.

При барботажном перемешивании используется специальная установка- барботор, представляющий собой перфорированную трубу с отверстиями направленными вниз.