ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Образование гетерогенных текучих систем из "Перемешивание в химической промышленности" До сих пор рассматривался наиболее простой случай перемешивания—перемешивание взаимно-растворимых жидкостей. На практике, однако, чаще всего встречаются более сложные случаи, когда в результате перемешивания образуется гетерогенная смесь. Очень часты также случаи, когда в начале перемешивания имеется двухфазная система, постепенно во время перемешивания превращающаяся в однофазную (например, растворение твердых веществ в жидкости). [c.62] Газы сами по себе смешиваются в любых соотношениях. При диспергировании жидкостей или твердых веществ в газах образуются гетерогенные смеси—туманы или дымы. [c.63] Жидкости образуют три типа неоднородных смесей газа и жидкости, взаимно-нерастворимых жидкостей и твердого вещества с жидкостью. [c.63] Чем капли меньше, тем медленнее они падают и тем более устойчива гетерогенная система. Движение газа в направлении, противоположном действию силы тяжести, может препятствовать, осаждению. [c.63] Твердые сыпучие вещества распределяются в газах при пропускании последних через слой тонко измельченного твердого вещества со скоростью, равной скорости осаждения отдельных твердых частичек. Это состояние, называемое взвешенным (взвешенный слой), имеет особое значение для химической промышленности и является предметом спс-цпального рассмотрения 1120]. [c.64] Газ диспергируется в жидкости при продувании его через слой жидкой фазы. [c.64] Теоретически самым простым является первый случай. Процесс состоит в возникновении пузырька в устье отверстия, через которое газ входит в жидкость, отрывании этого пузырька от устья и прохождении его через жидкость. [c.64] Скорость подъема пузырьков при прохождении через слой жидкости зависит главным образом от ее вязкости, удельных весов газа и жидкости и от величины пузырька. Температура оказывает влияние на вязкость и удельный вес, а тем самым и на скорость подъема пузырьков. [c.65] Зависимость скорости днижения от приведенных величин нельзя выразить одной расчетной формулой, так как с уве.чиче-нием скорости пузырька изменяется гидродинамический режим движения. [c.65] На рис. 21 изображены линии тока жидкости, обтекающей пузырек. Между двумя линиями тока проходит всегда одинаковое количество жидкости. Таким образом, чем ближе друг к другу линии тока, тем больше уве.тичивается скорость потока. В случае 1 в точках А и В будет наибольшее давление и скорость, равная пулю. В случае 2 при большей скорости подъема появляются новые линии тока. При еще большей скорости, как в случае 3, под пузырьком образуется вихревое кольцо 151]. Вихрь действует против движения пузырька. [c.65] Корреляцией коэффициента сопротивления О по числу Рейнольдса были установлены численные значения коэффициента сопритив-ления для различных областей Ке. При Ке 2 коэффициент сопротивления имеет значение 1 = 24/Не. Подставив это значение в уравнение (I, 85), получим формулу Стокса (I, 77). [c.67] Уравнения для других областей более сложны для подробного изучения гидродинамики двухфазных систем следует обратиться к специальным исследованиям [194]. [c.67] Если для псдЕсда газа применяются решетки или системы сопел, то приведенное соотношение не теряет значения при условии, что расстояние. между центрами двух соседних устьев равно по крайней мере диа.метру пузырьков. [c.67] Перемешивание взаимн о-н ерастворимых жидкостей используется на практике при изготовлении эмульсий и при экстракции. Этот процесс осуществляется или периодически, или непрерывно. [c.68] Отдельные фазы дробления капли показаны на рис. 22. [c.68] При перемешивании, однако, происходит ке только дробление капель. В турбулентном потоке они движутся во всех направлениях и часто сталкиваются одни с другими. В некоторых случаях две небольших капли при столкновении сливаются в одну большую. Таким образом, после определенного времени перемешивания при постоянном числе оборотов мешалки достигается равновесное состояние, когда дробится и сливается одинаковое количество капель. [c.69] Хинце 1531 для случая дробления капель предлагает видоизменить число Вебера и выразить его как отношение тангенциа.чь-ного напряжения к межфазному натяжению, т. е. [c.69] Увеличение критерия Вебера показывает, что тангенциальное напряжение по сравнению с межфазным натяжением возрастает, а следовательно, увеличивается деформация капель. При достижении критического значения числа Вебера происходит дробление капель. [c.70] При непрерывном перемешивании двух взаимно-нерастворимых жидкостей аппарат заполняют дисперсионной средой, к которой прибавляют диспергируемую фазу. Если сплошная среда имеет большую. плотность, то диспергируемую фазу подают со дна сосуда. Диспергируемая фаза под действием архимедовой силы поднимается и попадает в зону интенсивного перемешивания, где под влиянием работы мешалки дробится на мелкие капельки. [c.70] Вернуться к основной статье