Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Класифікація і характеристика неоднорідних систем




Будь-яка неоднорідна система складається з двох чи більшої кількості фаз. Одна з них — дисперсна, або внутрішня фаза, що ха­рактеризується дуже подрібненим станом, інша ж, дисперсійна, або зовнішня, фаза оточує частинки першої і є середовищем, в якому розподілені частинки дисперсної фази. Дисперсна фаза і диспер­сійне середовище неоднорідної системи можуть перебувати у будь-якому агрегатному стані: твердому, рідкому або газоподібному.

Газові неоднорідні (гетерогенні) системи уявляють собою га­зоподібне дисперсійне середовище із завислими твердими або рідкими частинками. Ці системи поділяють на дві групи: ме­ханічні і конденсовані системи, що відрізняються одна від одної способом утворення і розміром частинок.

Механічні газові системи утворюються під час подрібнення або стирання твердих тіл, під час розпилювання рідин; такі дис­перговані в газі частинки називають пилом. Розміри твердих ча­стинок пилу коливаються в межах від 5 до 50 мк.

Конденсовані газові системи утворюються в процесі конден­сації частинок з газу (пари) або внаслідок взаємодії двох газів, в результаті чого частинки газу (пари) переходять в рідкий або твердий стан. У першому випадку утворюється туман, у друго­му — дим. Розміри частинок у конденсованих газових системах коливаються в межах (0,3...0,01) ммк.

Рідкі неоднорідні системи поділяють на три класи: суспензії, емульсії і піни.

Суспензії— системи, що складаються з рідкого дисперсійного середовища і завислих у ньому твердих частинок.

Емульсії— системи, в яких рідке дисперсійне середовище і за­вислі в ньому частинки однієї чи кількох інших рідин.

Піни — системи, що складаються з рідкого дисперсійного се­редовища і завислих у ньому частинок газу.

З усіх трьох класів рідких неоднорідних систем у техніці най­частіше зустрічаються суспензії. За ступенем подрібненості твер­дої дисперсної фази умовно розрізняють:

а) грубі суспензії, в яких розмір завислих частинок більший за 100 мк.;

б) тонкі суспензії з частинками твердої фази від 100 до 0,5 мк;

в) каламуті, в яких розмір завислих частинок не перевищує 100 ммк; в каламутях завислі частинки інтенсивно рухаються (броунівський рух) і не осідають під дією сили тяжіння;

г) колоїдальні розчини — з частинка^ми у межах від 100 ммк до величини молекул.

Важливою характеристикою суспензій є їх концентрація. Підвищення вмісту твердої речовини збільшує в'язкість суспензій і при певній концентрації в'язкість може бути настільки значною, що суспензія втрачає властивості текучості і практично перестає бути рідиною. З достатньою для розрахунків точністю в'язкість суспен­зій можна визначити за емпіричною формулою А.І. Бачинського

, (4.3)

де — в'язкість чистої рідини, яка є дисперсійним середовищем;

—вміст твердої фази в суспензії, який виражають відношен­ням об'єму твердої фази до загального об'єму всієї суспензії.

Характерні особливості мають і емульсії. Вони мало стійкі і при певних розмірах завислих частинок швидко розшаровуються. Емульсії істотно відрізняються від суспензій здатністю перетворен­ня фаз. При підвищенні концентрації дисперсної фази, коли з'яв­ляється можливість безпосереднього стикання окремих крапли­нок, останні зливаються в одну загальну систему, в якій завислими частинками будуть вже частинки первісного дисперсійного сере­довища. Таким чином, підвищення концентрації емульсії призво­дить до обміну фаз: дисперсійне середовище перетворюється в дис­персійну фазу, а дисперсійна фаза — в дисперсійне середовище.

В'язкість емульсій, так само як і суспензій, змінюється залеж­но від концентрації, причому максимальна в'язкість відповідати­ме такій концентрації, при якій відбувається перетворення фаз.

У промисловості у процесі обробки різних продуктів і ма­теріалів утворюються найрізноманітніші неоднорідні системи: дробіння вугілля перед спалюванням його в топках парових котлів, дробіння цукру-рафінаду на рафінадних заводах, тобто подрібнення зерна на борошномельних спиртових та пивоварних

заводів утворюється вугільний, цукровий, борошняний пил. Пил утворюється також під час просіювання різних сипких ма­теріалів: руди, вугілля, зерна, борошна, цукрового піску та інших продуктів. Процеси висушування і транспортування сипких ма­теріалів здебільшого супроводжується пилоутворенням.

У теплових процесах прикладом утворення гетерогенної сис­теми є туман, що виникає при конденсації водяної пари внаслідок охолодження повітря. Такі системи утворюються під час випарювання цукрових розчинів, барди, молока, а також в перегонних апаратах спиртових заводів.

У виробничій практиці неоднорідні системи часто доводиться розділяти на їх складові частини. Метод для розподілу вибирають залежно від характеру складових частин системи і стану фаз. При цьому треба також враховувати фізико-хімічні властивості середо­вища: в'язкість, густину, розмір частинок та їх щільність тощо. Ча­сто для розділення неоднорідних систем можна застосувати кілька різних методів. Наприклад, газ від пилу можна очистити фільтру­ванням крізь тканину або у відцентрованих і електричних осаджу-вачах. Частіше у практиці для розподілу неоднорідних систем за­стосовують такі методи: осідання, або відстоювання; фільтрування.

Осідання, або відстоювання в свою чергу можна здійснити у полях: а)гравітаційному; б) відцентровому; в) електричному.

Фільтрування здійснюють звичайно у полях: а) гравітаційно­му; б) відцентровому; в) поверхневих сил.







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 1284. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.005 сек.) русская версия | украинская версия