Определение скорости начала псевдоожижения

()пс= (1- )

Для точки начала псевдоожижения ()_HC=()_ПC, т.е. =

+      /x[ ]

 

Обозначим а= ; b= , тогда уравнение примет вид:

a +b[ ]=

 

 

ламинарный турбулентный                                                          

Подход Тодеса: приняли развитой турбулентный режим, поэтому

                     , откуда ()=

                   

 ; → -скорость начала псевдоожижения.

 формула Тодеса для расчета скорости начала псевдоожижения

 

Скорость уноса может быть определена из уравнения:

Для развитого турбулентного режима:

, где  - скорость уноса одиночной частицы

Для стенного уноса  ;  

 

- характеризует движение стесненного потока частиц.

 

Расширение псевдоожиженного слоя

Псевдоожижение ведут при рабочих числах псевдоожижения

W= , где W=3÷5- число псевдоожижения

w_раб=W()

   

 При известном критерии Re_раб

Re_раб=  

 можно определить порозность  

 

V_Т=FH₀(1- )=FH(1- );

H=H₀ ().

 

Гидромеханические процессы

I.Перемешивание

Перемешивание в жидких средах применяется для приготовления эмульсий, суспензий и гомогенных растворов, а также для интенсификации некоторых массообменных процессов.

Различают механическое и пневматическое перемешивание.

Процесс перемешивания механическими мешалками относится к внешней задаче гидродинамики, т.е. обтеканию тел потоком жидкости.

Для решения технологической задачи необходимо правильно выбрать тип мешалки и режимы перемешивания.

 

 

Типы мешалок и область их применения

Пропеллерная =100спз

Турбинная =100 спз

Листовая 100 спз

Рамная 100 спз

Якорная 100 спз

Шнековая 100 спз

 

Для описания процессов перемешивания применяют модифицированные критерии Эйлера, Рейнольдса, Фруда, где линейная скорость движения жидкости заменяется окружной скоростью движения мешалки w= r

 

Мощность мешалки                

   N=R_гw;  ; n- число оборотов

R_г= , т.е.  = (r) и R_г= (r)

R_г - сила гидравлического сопротивления,

 = r - окружная скорость

Поэтому dN= dR_г, откуда dR_г=

,

принимаем , то есть h= a r

N= r⁴dr= , но

R= ;

 N=

Тогда N_действ=К_NN_теор, где N_теор=

Из общей критериальной зависимости Еu= (Re)

Тогда Еu= = =К_N

К_N=f(Re_м) Re_м = = ;   

 Еu =

Еu= К_N= f (Re_м)  

 

Логарифмическая зависимость между критерием Эйлера и Рейнольдса представлена на графике:

 

 

N_действ=К_N()  

 

К_N=f(Re_м, Fr_м)

 

Барометрические процессы

Очистка сточных вод, подготовка воды питьевой и воды для технологических целей, концентрирование растворов с помощью полупроницаемых мембран.

В зависимости от размера пор фильтрующего материала протекают  различные процессы.

Размер частиц, (нм), 1нм= м

                       фильтрация

                 центрифугирование

                                 микрофильтрация  бактерии

                                 ультрафильтрация  микроэмульсии             до 600 сут.

                                    обратный осмос макромолекулы до сут.

                                                                      сахара, соли     до сут.

Закон Вант- Гоффа (величина осмотического давления раствора пропорциональна мольной концентрации растворенного вещества):

        или

n - число молекул, K - const Больцмана, - осмотическое давление.

 Достоинства:

-высокая селективность  мембраны;

- простота конструкции.

Недостатки:

- высокие давления (прочность мембран)

- небольшая удельная производительность.

                           Применяют мембраны рулонного и волоконного типов.

Спирально навитой модуль обратно-осмотической мембраны.

1 – исходная вода; 2 – выход концентрата;3 – выход фильтрата (пермеата); 4 – направление потока исходной воды;5 – направление потока концентрата; 6 – защитное покрытие;7 – стык между модулем и оболочкой; 8 – перфорированная труба для сбора пермеата; 9 – прокладка; 10 – обратноосмотическая мембрана; 11 – коллектор из пористого материала для сбора пермеата; 12 – обратноосмотическая мембрана; 13 – прокладка; 14 – линия шва, соединяющая две мембраны.

Толстостенный пористый цилиндр

1 –подача исходной воды; 2 – упорная шайба; 3 –кольцевой уплотнитель;

4 – замок из эпоксидной смолы; 5 – пористый диск; 6 – торцовая пластина;

7 – очищенная вода (пермеат) 8 – пористая распределительная труба;

9 – полые обратноосмотические волокна;10 – концентрат;11 – непористая труба.