Характеристика неоднородных систем

Гидромеханическими процессами называются процессы обработки жидких и газовых неоднородных систем, направленные на разделение этих систем или их получение. Разделение жидких систем может проводиться под действием силы тяжести (отстаивание), центробежной силы (отстойное центрифугирование и центробежная фильтрация) или давления (фильтрация). Кроме того, применяется отстаи­вание с предварительным укрупнением частиц электрическими силами.

Для газовых неоднородных систем применяются те же методы разделения, а также осаждение в электрическом поле (электроочистка газов) и мокрое разделение (мокрая очистка газов). Жидкие неоднородные системы получаются при перемешивании, хотя перемешивание очень часто является не самоцелью, а подсобным процессом для интенсификации теплопередачи, растворения, экстрагирования твердых тел, химических реакций.

Неоднородными системами или суспензиями называются жидкости и газы, содержащие взвешенные в них твердые частицы или капельки другой жидкости.

Жидкая суспензия именуется эмульсией, если представляет взвесь капелек жидкости в среде другой жидкости; взвесь твердых частиц п газе называется пылью или дымом, жидких мелких капелек в газе — туманом.

Неоднородные системы характеризуются концентрацией взвешенного вещества и размером частиц. От концентрации: зависят выходы продуктом при разделении суспензий. При составлении материальных балансов разделения жидких неоднородных систем обычно задают начальную концентрацию взвешенного вещества (дисперсной фазы) н суспензии, а конечная может быть принята сообразно процессу и составу дисперсной фазы; осадок же твердого вещества всегда удерживает некоторое количество жидкости, составляющем так называемую влажность осадка.

В газовых системах концентрацию пыли и тумана обычно задают в г/м³ газа и при подсчетах объема газов ее можно не учитывать. Рассчитывая же объем осажденной пыли, надо иметь в виду, что она содержит много газа и что ее объемный вес, определяемый опытом, значительно меньше (иногда в несколько раз) истинного удельного веса твердого вещества.

Размеры частиц весьма существенно влияют на процесс разделения: неоднородные системы разделяются тем труднее, чем мельче частицы. Очень мелкие частицы (менее 0,5 мк) становятся уже чувствительными к ударам молекул жидкости и газа при Броуновском движении последних; из-за этого они не могут, например, отделяться отстаиванием. Для газовых суспензий размер частиц зависит от их происхождения: пыль и брызги механического происхождения образовавшиеся, например, при дроблении, пересыпании и т. д., состоят из сравнительно крупных частиц, размерами порядка десятков микронов; дым и туман, образующиеся в результате конденсации паров каких-либо веществ (легкоплавких металлов, смол, кислот) или в результате химических реакций в газовой среде, состоят из очень мелких частиц размерами в несколько микроноа или даже долей микрона.