Билет 14. Псевдоожижение.

Процессы псевдоожижения происходят при взаимодействии сыпучих материалов с продуваемыми через них газами или жидкостями. При увеличении скорости газа(или жидкости), подаваемой снизу в слой со свободной верхней границей, зернистый слой переходит в псевдоожиженное состояние: частицы становятся подвижными, слой начинает расширяться с увеличением скорости.(рис.6.17)

В качестве скорости движения газа или жидкости в процессах псевдоожижения используется фиктивная скорость, которая представляет собой отношение объемного расхода газа к сечению аппарата: =Q/S. Слой находится в неподвижном состоянии при изменении скорости от нуля до первой критической . При превышении первой критической скорости слой переходит в псевдоожиженное состояние, когд ачастицы хаотически движутся и наблюдается выражается верхняя граница слоя, высота его при этом увеличивается (рис.6.18). При превышении второй критической скорости граница раздела слоя исчезает, частицы приобретают направленное движение и уносятся потоком газа или жидкости, наступает режим уноса, или пневмотранспорта.

Технологические процессы в псевдоожиженном слое проводят при рабочей скорости < < . Отношение рабочей скорости к первой критической называют числом псевдоожижения, оно выражается формулой:

Интенсивное перемешивание наступает при . Для слоя шарообразных частиц критические скорости могут быть вычислены по уравнениям предложенным Тодесом: ; : ; где = d/v; d- определяющий диаметр частицы,м; v- коэфициент кинематической вязкости жидкости, /с.

Кричтерий Архимеда; Ar= g()/.

Процессы псевдоожижения на предприятия общ.пит. применяются для пневматического перемешивания сыпусих продуктов с жидкостью, при мойке и гидратации круп, в системах аэрозольного и пневмотранспорта по закрытым каналам.

Аппараты с псевдоожиженным слоем.

Устройство для пневмотранспорта сыпучего материала. Сыпучий материал поступает в пневмолинию через шлюзовой затвор. Разделение псевдоожиженного слоя на сыпучий материал и газ происходит в циклоне.

Билет 15.Фильтрование. Фильтры. Основное уравнение фильтрации.

Сущность процесса фильтрования заключается в выделении дисперсной фазы из гетерогенной системы за счет пропускания ее через пористую(фильтрующую) перегородку (рис.6.24). Случай 1 – осадок не попадает в поры: фильтрование с образованием осадка. Случа 2- частицы закупоривают поры, не образуя осадка: фильтрование с закупориванием пор. Случай 3- промежуточный вид фильтрования, когда частицы образуют осадок и проникают в поры.

Процесс фильтрования происходит только при наличии разности давления жидкости над перегородкой и под ней. Суспензию 2 подают в верхнюю часть резервуара 1. В верхней и нижней частях резервуара, разделенных фильтрующей перегородкой 4, создается разность давлений, под действием которой жидкость проходит через поры фильтрующей перегородки, образуя осадок 3 и фильтрат 5.

Фильтование при постоянной разности давлений осуществляют, соединив верхнюю часть с источником сжатого газа(избыточного давления) или присоединив нижнюю часть к вакуум-насосу. Скорость фильтрования уменьшается из-за роста возрастания гидравлического сопротивления с ростом высоты слоя осадка.

Рис.6.25.Схема фильтрования при подаче жидкости насосом: 1-насос;2-исх.смесь;3-осадок;4-фильтрующая перегородка;5-фильтрат;6-патрубок для выхода фильтрата..

Если жидкость подают насосом(рис.6.25), подача которго не зависит от напора(насос объемного действия), то возможен процесс фильтрования с постоянной скоростью. При этом разность давлений увеличивается из-за роста высоты сля осадка. Если суспензию подают центробежным насосом, фильтрование происходит при переменных значениях давления и скорости(с ростом давления скорость снижается в соответствии с характеристикой нососа).

По взаимному направлению силы тяжести и движения фильтрата различают фильтры с совпадающими, противоположными и перпендикулярными направлениями.

По типу получаемого осадка различают фильтрование со сжимаемым осадком и фильтрование с несжимаемым осадком.

Основные виды фильтров.

Схема нутч-фильтра.Широкое распространение в пищевой промышленности получили рамные фильтр-прессы. Направление движения фильтрата и силы тяжести в рамных фильтр-прессах взаимноперпендикулярны.

Основное уравнение фильтрации.

При расчете процесса используется основное уравнение фильтрования: , где V- ообъем фильтрата, ; S –площадь фильтрующей перегородки, – разность давлений, Па; - диаметрический коэфициент вязкости фильтрата, Па*с; и - сопротивления фильтрующей перегородки и осадка, соответственно, .

Для расчета процесса фильтрования необходимо определить на модельном фильтре сопротивление осадка и фильтрующей перегородки, а затем решить уравнение фильтрования.

Фильтрование при постоянной скорости. В этом случае производную dV/d можно заменить на отношение V/. Сопративление осадка можно представить в виде: , где ; отношение объема к объему фильтрата.

+. Отсюда видно, что разность давлений линейно возрастает со временем. Данное уравнеение справедливо для несжимаемых осадков. Задав перепад давлений, который обеспечивается насосом, можно рассчитать время фильтрования и подобрать фильтр с необходимой производительностью.