Класифікація гетерогенних систем

СИСТЕМ

РОЗДІЛЕННЯ РІДКИХ І ГАЗОВИХ ГЕТЕРОГЕННИХ

Лекція 3

Гетерогенні, або неоднорідні, системи складаються з двох і більш фаз, розподілених один в одному. Фаза, що знаходиться в подрібненому стані, називається дисперсною, або внутрішньою, фазою. Суцільна фаза, в якій розподілені частинки дисперсної фази, називається дисперсійною, або внутрішньою, середовищем (фазою).

Залежно від того, яка фаза є дисперсною, а яка дисперсійною, розрізняють наступні гетерогенні системи (табл. 3.1).

Емульсії і піни володіють при певних концентраціях дисперсної фази інверсією (обігом) фаз, яка полягає в переході дисперсної фази в дисперсійне середовище, і навпаки.

У технологічних процесах часто необхідно здійснювати розділення гетерогенних систем, методи і апаратура для яких класифікуються в першу чергу за природою рушійної сили процесу (табл. 3.2).

Таблиця 3.1 - Класифікація гетерогенних систем

Дисперсійне середовище	Стан дисперсної фази	Найменування гетерогенної системи	Розмір частинок дисперсної фази, мкм
Газ	Твердий	Пил	5...100
Твердий	Дим	0,3...5
Рідкий	Туман	0,3...3
Рідина	Твердий	Суспензія:
груба	>100
тонка	0,5...100
муть	0,1...0,5
Колоїдний розчин	<0,1(з виникненням броунівського руху)
Рідкий	Емульсія	<0,5
Газоподібний	Піна	-

Окрім перерахованих процесів для розділення застосовується ряд інших, наприклад промивання газів (мокре розділення) для димів і туманів.

Як правило, вибір процесу і апаратура для розділення гетерогенних систем визначається розмірами дисперсної фази, фізичними властивостями фаз, що розділяються, енерговитратами на його реалізацію.

Таблиця 3.2 – Класифікація процесів і апаратів для розділення гетерогенних систем

Рушійна сила	Гетерогенна система	Процес	Апарат
Сила тяжіння	Пил	Осадження	Пилоосадова камера
Суспензія	Відстоювання	Відстійник
Емульсія	Відстоювання	Відстійник
Різниця тиску	Суспензія	Фільтрування	Фільтр рідинний
Пил	Фільтрування	Фільтр газовий
Відцентрова сила	Суспензія	Центрифугування (відстійне або фільтруюче) Циклонний	Центрифуга     Гідроциклон
Пил	Циклонний	Циклон
Емульсія	Центрифугування (відстійне) Циклонний	Сепаратор   Гідроциклон
Сила електричного поля	Дим	Осадження	Електрофільтр сухий
Туман	Осадження	Електрофільтр мокрий

3.2 Матеріальний баланс процесу розділення

Якщо в апарат для розділення гетерогенних систем подається деяка кількість початкової суміші в кількості G_см, кг, що містить х_см (вага, %) дисперсної фази, а після розділення утворюється концентрована дисперсна фаза в кількості G_oc з концентрацією х_ос і очищене дисперсійне середовище в кількості G_ф з концентрацією дисперсної фази фільтрату х_ф, що залишилася, матеріальний баланс такого процесу записується відповідно до рівняння (В. 5) для вхідних і вихідних матеріальних потоків

(3.1)

для дисперсної фази, що міститься в них

(3.2)

Сумісним рішенням рівнянь (3.1) і (3.2) можна визначити два необхідних для розрахунку технологічного процесу параметра.

Дата добавления: 2014-01-15