- •Раздел I гидромеханические процессы
- •Основы гидравлики
- •Основные свойства жидкостей в гидравлике
- •Элементы гидростатики
- •Уравнения гидростатического равновесия
- •Давление жидкости на дно и стенки сосуда
- •Практическое использование законов гидростатики
- •Элементы гидродинамики
- •Основные понятия и определения
- •Уравнения динамического равновесия жидкости
- •Основные уравнения гидравлики
- •Уравнение неразрывности или сплошности потока
- •Уравнение Бернулли
- •Теория движения жидкости по трубам
- •Распределение скоростей по сечению трубопровода
- •Сопротивления в трубопроводах
- •Гидродинамическое подобие
- •Движение твердых тел в жидкости (газе)
- •Движение жидкости (газа) через слои пористых и зернистых твердых материалов
- •Движение жидкости через неподвижный слой
- •Движение жидкости через псевдоожиженный слой
- •Перемещение жидкостей. Насосы
- •Общие сведения
- •Основные характеристики насосов
- •Объемные насосы
- •Лопастные насосы
- •Струйные насосы
- •Пневматические насосы
- •Сжатие и разрежение газов
- •Общие сведения
- •Термодинамические основы процесса сжатия газов
- •Поршневые компрессионные машины
- •Установка поршневых компрессоров и вакуум-насосов
- •Центробежные и осевые компрессионные машины
- •Роторные компрессионные машины
- •Струйные компрессионные машины
- •Разделение неоднородных систем
- •Характеристика неоднородных систем и методов их разделения
- •Материальный баланс процесса разделения
- •Разделение неоднородных систем осаждением
- •Отстаивание
- •Устройство отстойников
- •Расчёт отстойников
- •Осаждение под действием центробежной силы
- •Мокрая очистка газов
- •Осаждение под действием электрического поля
- •Устройство и расчёт электрофильтров
- •Фильтрование
- •Скорость фильтрования
- •Фильтровальные перегородки
- •Перемешивание в жидких средах
- •Общие сведения
- •Степень перемешивания
- •Интенсивность перемешивания
- •Эффективность перемешивания
- •Механическое перемешивание
- •Мощность, потребляемая механическими мешалками
- •Сравнительная характеристика и область применения механических мешалок
Разделение неоднородных систем
Характеристика неоднородных систем и методов их разделения
Неоднородными или гетерогенными называют системы, состоящие из двух или нескольких фаз. При этом мелкие частицы одной фазы распределены в объеме другой фазы. Первая из них носит название дисперсной фазы, а вторая –дисперсионной (сплошной) среды.
Образование неоднородных систем сопутствует многим технологическим процессам, поэтому разделение их является одной из основных стадий производств. Разделение гетерогенных смесей проводят с целью очистки газовой или жидкой фазы от загрязняющих частиц либо для выделения ценных продуктов, взвешенных в газовой либо жидкой среде.
Неоднородные системы различают по числу фаз, их агрегатному состоянию и размерам дисперсных частиц, которые характеризуют эквивалентным диаметром. По агрегатному состоянию сплошной фазы их делят на жидкие и газовые. К жидким неоднородным смесям относят суспензии, эмульсии и пены, к газовым – пыль, дым, туман.
Суспензия– система, состоящая из жидкости и распределенных в ней твердых частиц. В зависимости от размеров взвешенных частиц различают суспензии:грубые(размер частиц более 100 мкм),тонкие(размер частиц порядка 100÷0,1 мкм) иколлоидные растворы(илимути) с размером частиц 0,1мкм и меньше.
Эмульсия – система, состоящая из жидкости и распределенных в ней капель другой жидкости (жидкости взаимно нерастворимы). Размер частиц дисперсной фазы в эмульсиях колеблется в широких пределах. При больших размерах капель эмульсия под действием силы тяжести легко расслаивается, однако при малых размерах (менее 0,5 мкм) становится устойчивой и не расслаивается в течение длительного времени.
Пена – система, состоящая из жидкости и распределенных в ней пузырьков газа. По своим свойствам эта система близка к эмульсиям.
Для эмульсий и пен характерна возможность перехода дисперсной фазы в дисперсионную среду и наоборот. Этот переход, возможный при определенном количественном соотношении фаз, носит название инверсии фаз или простоинверсии.
Пыль – система, состоящая из газа и распределенных в нем твердых частиц размером 5–50 мкм. Образуется пыль, в основном, при измельчении и транспортировке твердых материалов.
Дым – система, состоящая из газа и распределенных в нем твердых частиц размером 0,5–5 мкм.
Туман – система, состоящая из газа и распределенных в нем капель жидкости размером 0,3–3 мкм.
Образуются дымы и туманы в процессах конденсации паров при переходе их в жидкое или твердое состояние. Системы эти носят еще название аэрозолей.
Неоднородные системы характеризуются массовым или объемным соотношением дисперсной и дисперсионной фаз, размерами частиц дисперсной фазы и их полидисперсностью. Полидисперсность характеризует процентное содержание частиц соответствующего размера в системе (монодисперсные системы содержат частицы одинакового размера).
Методы разделения неоднородных системклассифицируются в зависимости от размеров дисперсных частиц, разности плотностей сплошной и дисперсной фаз, а также вязкости сплошной фазы. Применяют следующие основные методы разделения: осаждение, фильтрование, центрифугирование, мокрое разделение, электроочистку.
Осаждение представляет собой процесс разделения, при котором взвешенные в жидкости или газе твердые либо жидкие частицы дисперсной фазы отделяются от сплошной фазы под действием силы тяжести, центробежной или электростатической силы. Осаждение под действием силы тяжести называютотстаиванием.
Фильтрование – процесс разделения с помощью пористой перегородки, способной пропускать жидкость или газ и задерживать взвешенные в среде твердые частицы. Фильтрование осуществляют под действием сил давления и применяют для более тонкого, чем при осаждении, разделения суспензий и пылей (реже – эмульсий).
Центрифугирование – процесс разделения суспензий и эмульсий под действием центробежной силы.
Мокрое разделение – процесс улавливания взвешенных в газе частиц с помощью жидкости.
Электроочистка – очистка газов под воздействием электрических сил.