11.Перемішування рідин.Сутність і призначення процесу. Перемішування в потоці нерухомими турбулізаторами, цирукляційне перемішування.
Процес приведення у тісне зіткнення сипучих, рідких, або газоподібних продуктів з метою їх рівномірного розподілу в об`ємі ,що перемішується називається перемішуванням.
Мета процесу перемішування у рідинному середовищі:отримання розчинів; отримання гетерогенних систем; зберігання гетерогенних систем і запобігання розшаруванню, випадіння осаду чи спливання легких фракцій; інтенсифікація тепло- і масообмінних процесів
Переміщування в потоці нерухомими турбулізаторами відбувається за рахунок розміщення у потоці нерухомих турбулізуючих приладів і утворення штучної турбулентності.Застосовується у випадку взаємної розчинності і невисокої в`язкості компонентів рідкої суміші, при достатніх швидкостях їх руху і довжині трубопроводу.
Циркуляційне перемішування полягає в тому, що ріддину систему багаторазово пропускають по замкнутому контуру насос-ємність за допомогою відцентрованого чи струминного насосів.
Інтенсивність циркуляційного перемішування залежить від кратності циркуляції,тобто відношення об`єму продукту наданого відцентрованим насосом за одиницю часу до загального об`єму рідини в апараті
6.Основні фізичні властивості рідини. Характеристика руху рідини.
Переріз потоку рідини, перпендикулярний до його осі, називається живим або поперечним перерізом потоку.
Кількість рідини, що протікає в одиницю часу через живий переріз потоку, називається її витратою.
Витрати рідини:
1)Об’ємна: Q = Vсер ∙ S, Q – об’ємна витрата, м³/с; Vсер – середня швидкість руху рідини, м/с;S – живий переріз потоку, м² .
Vсер = Q/S – середня лінійна швидкість потоку рідини.
2)Масова: М = ρ ∙ Vсер ∙ S, M – масова витрата, кг/с; ρ – густина рідини, кг/м³; Vсер – середня швидкість руху рідини, м/с; S – живий переріз потоку, м2.
В’язкість – властивість реальних рідин чинити опір силам, що зсуваються.
Густина
–
маса одиниці об’єму рідини,
,
де
– густина рідини, кг/м3;
m
– маса рідини, кг; V
– об’єм рідини, м3
Питома
вага –
вага одиниці об’єму рідини,
,
де
– питома вага, Н/м3;G
– вага рідини, Н.
Характеристика руху. Режими руху рідини
В гідродинаміці рідина вважається безперервним суцільним середовищем. Рух рідини характеризується швидкістю часток і гідравлічним тиском. Якщо швидкість руху часток рідини (вона може бути різною в кожній фіксованій точці простору) і тиск у всіх точках потоку протягом певного часу залишається незмінними, то такий рух називається рухом, який встановився або є стаціонарним в часі. Течія залишається незмінною у будь-якому місці потоку, а всі величини, які впливають на рух часток рідини не залежать від часу. Для стаціонарного руху рідини у часі dI/dτ = 0, де I – сукупність фізичних величин, які впливають на рух рідини; τ – час руху часток рідини;Лінія струму. Якщо через ряд точок потоку рідини провести криву таким чином, що вектор швидкості часток рідини у кожній точці буде дотичним до цієї кривої, то така лінія, яка характеризує напрям руху ряду послідовно розташованих часток рідини у даний момент часу, називається лінією струму.
Експериментально було встановлено, що у природі існує два різні види руху потоку рідини:
1.Рух. за якого всі часточки рідини рухаються по паралельних траекторіях, коли окремі шари ковзають один відносно другого, називають струминним або ламінарним (упорядкованим, шаровим)
2. Неупорядкований рух, за якого окремі часточки рідини переміщуються по заплутаних, складних, хаотичних траекторіях, які весь час змінюються в одному напрямку, називається турбулентним
Якщо поступово збільшувати швидкість рідини у трубі, то при деякій достатньо великій швидкості, яка називається верхньою критичною швидкістю, ламінарний режим порушується і відбувається різкий перехід до турбулентного режиму.
Перехід від ламінарної течії до турбулентної здійснюється тим легше, чим більша масова швидкість рідини (V), діаметр труби (d), і щільність (ρ), і чим менша в’язкість рідини (μ).