26. Особенности процесса перемешивания.

Процесс смешивания складывается из элементарных процессов: - перемещения группы смежных частиц из одного места смеси в другое внедрением, скольжением слоев (так называемое конвективное смешивание); - постепенное перераспределение частиц через свежеобразованную границу их раздела (так называемое диффузионное смешивание); - сосредоточение частиц, имеющих близкую массу и размеры, в соответствующих местах смесителя под действием инерционных, гравитационных сил (сегрегация частиц).

Интенсивность перемешивания определяется временем достижения заданного технологического результата или числом оборотов мешалки при фиксированной продолжительности процесса (для механических мешалок). Чем выше интенсивность перемешивания, тем меньше времени требуется для достижения заданного эффекта перемешивания. Интенсификация процессов перемешивания приводит к уменьшению размеров проектируемой аппаратуры и увеличению производительности действующей.

В идеальном случае должна быть получена смесь, в которой в любой ее точке к каждой частице одного компонента примыкают частицы других компонентов, причем в количествах, которые определены заданным их соотношением. В действительности такого идеального расположения частиц практически не бывает, т. к. огромное число различных факторов влияет на их перемешивание. Различают два основных способа перемешивания в жидких средах: механический (во вращающемся резервуаре смесителя, с помощью мешалок различных конструкций (лопасти, винты, ножи, шнеки и др.)) и пневматический (сжатым воздухом, паром или инертным газом). Кроме того, применяют перемешивание в трубопроводах и перемешивание с помощью сопел и насосов, ультразвуком или гидродинамическим эффектом.

26. Основные виды нагрева электрическим током.

С помощью электрического тока нагрев можно производить в очень широком диапазоне температур, точно поддерживая и легко регулируя температуру нагрева в соответствии с заданным технологическим режимом. Кроме того, электрические нагревательные устройства отличаются простотой, компактностью и удобны для обслуживания.

Нагревание электрическим сопротивлением. Это наиболее распространенный способ нагревания электрическим током. Нагрев осуществляется в электрических печах сопротивления при прохождении тока через нагревательные элементы, выполненные в виде проволочных спиралей или лент. Нагревательные элементы изготавливаются главным образом из хроможелезо-алюминиевых сплавов, обладающих большим омическим сопротивлением и высокой жаростойкостью. Тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через нагревательные элементы, передается стенкам обогреваемого аппарата. Печь футеруют изнутри огнеупорной кладкой и покрывают снаружи слоем тепловой изоляции, например слоем шлаковой ваты. Для периодического осмотра электронагревателей электропечь снабжается опускным устройством.

Индукционное нагревание. Этот способ нагревания электрическим током основан на использовании теплового эффекта, вызываемого вихревыми токами Фуко, возникающими в толще стенок стального аппарата под воздействием переменного электрического поля. Аппарат с индукционным электронагревом подобен трансформатору, первичной обмоткой которого служат индукционные катушки, а магнитопроводом и вторичной катушкой — стенки аппарата. Переменное магнитное поле на реакционном аппарате создается с помощью индукционных катушек 2, которые крепятся на аппарате. Аппарат снабжен змеевиком 3 и мешалкой 4. Регулирование температуры нагрева производят переключением соединения катушек со звезды на треугольник.

Индукционное нагревание обеспечивает равномерный обогрев при температурах, обычно не превышающих 400 °С, и позволяет точно поддерживать заданную температуру нагрева. Электронагреватели отличаются малой тепловой инерцией и возможностью точной регулировки температуры.

Их работа может быть полностью автоматизирована.

Высокочастотное нагревание. Такой способ применяют для нагревания материалов, не проводящих электрического тока (диэлектриков), и поэтому часто называют диэлектрическим. Принцип высокочастотного нагревания заключается в том, что молекулы материала, помещенного в переменное электрическое поле, начинают колебаться с частотой поля и при этом поляризуются. Колебательная энергия частиц затрачивается на преодоление трения между молекулами диэлектрика и превращается в тепло непосредственно в массе нагреваемого материала. За счет использования тепла диэлектрических потерь достигается весьма равномерное нагревание материала. Использование для нагревания токов высокой частоты (от 10 до 100 Мгц) обусловлено стремлением устранить применение опасных высоких напряжений. Высокочастотный обогрев в химической технологии применяют для нагревания пластических масс перед их прессованием, для сушки некоторых материалов и других целей. Температура нагрева легко и точно регулируется и процесс нагревания может быть полностью автоматизирован. Нагревание электрической дугой. Нагревание производят в дуговых печах, где электрическая энергия превращается в тепло за счет пламени дуги, которую создают между электродами. Над нагреваемым материалом либо помещают оба электрода, либо устанавливают над материалом один электрод, а сам материал выполняет роль второго электрода Электрическая дуга позволяет сосредоточить большую электрическую мощность в малом объеме, внутри которого раскаленные газы и пары переходят в состояние плазмы. В результате удается получить температуры, достигающие 1500— 3000 °С. Дуговые печи применяют для получения карбида кальция и фосфора; крекинга углеводородов; в металлургии их широко используют для плавки металлов.

28. Какие факторы оказывают влияние на процессы центрифугирования? На процесс обезвоживания в центрифугах, кроме указанных механических факторов, существенное влияние оказывают физико-химические факторы:

• электрические силы поверхности частиц;

• степень гидратации поверхности частиц;

• осмотические явления;

• ионообмен между твердой и жидкой фазами; - агрегативное состояние пульпы.

Кинетика центрифугирования зависит от множества факторов, классифицируемых на две группы. Факторы первой группы определяются физико-химическими cвойствами разделяемой системы (разность плотностей фаз, гранулометрический состав твердой фазы, вязкость жидкой фазы, удельное сопротивление осадка при фильтровании). Факторы второй группы, обусловленные конструкцией и частотой вращения ротора центробежной машины (структура внутрироторного потока, его гидродинамика и поле скоростей), оказывают решающее влияние на центробежное осаждение и отчасти на центробежное фильтрование; в свою очередь гидродинамический режим зависит от производительности машины.