История развития науки о процессах и аппаратах

Основные положения


1. Перемешивание применяют для образования эмульсий, суспензий и однородных смесей сплошных сред, а также для интенсификации процессов тепло- и массообмена. Заключается в измельчении элементов сред и их равномерном перераспределении в пространстве.
2. Гомогенизация (от греч. homogenes — однородный) — создание однородной гомогенной структуры, не содержащей частей, различающихся по составу и свойствам и отделенных друг от друга поверхностями раздела.
3. Полнота и завершенность перемешивания называется эффективностью данного процесса и характеризуется коэффициентом неоднородности перемешивания. По физическому смыслу он является относительным средним отклонением концентрации одного из ингредиентов смеси от ее математического ожидания. Важнейшее влияние на эту величину оказывает масштаб оценок. Масштаб оценок — мерный объем, в котором измеряют фактические значения концентраций. Поэтому для полной характеристики перемешивания кроме коэффициента неоднородности смеси необходимо указывать масштаб, в котором выполняются оценки.
4. Равномерность перемешивания экспоненциально увеличивается во времени в результате механического либо диффузионного выравнивания концентраций по пространству.
5. Основные способы перемешивания: механический, поточный пневматический.
6. Критерий мощности, потребляемой смесителем, — критерий Эйлера. Расчет мощности, потребляемой смесителем, сводится к выбору его конструкции из набора стандартных, заданию режимов работы с вычислением безразмерной скорости движения смешивающего органа (критерия Рейнольдса), определению по справочным данным критерия Эйлера и по нему — мощности, затрачиваемой на перемешивание.
7. Физические явления, используемые для гомогенизации эмульсий: дробление частиц жидкости в коллоидной мельнице; дросселирование жидкости в зазорах клапанов; кавитация; движение ультразвуковых волн в жидкой среде; взаимодействие частиц с ударными волнами.
Контрольные вопросы и задания


1. В чем заключается физический механизм перемешивания ингредиентов смеси? 2. Чем отличается гомогенизация от простого перемешивания? 3. В чем физическая сущность понятия «масштаб перемешивания»? 4. Каким параметром можно характеризовать полноту перемешивания? 5. Если дисперсную фазу эмульсии (суспензии) раздробить и предоставить самой себе, будет ли изменяться и как изменится характеристика равномерности перемешивания? 6. Охарактеризуйте механический способ перемешивания жидких смесей. 7. Охарактеризуйте поточный способ перемешивания сыпучих смесей. 8. Охарактеризуйте пневматический способ перемешивания сыпучей смеси. 9. Изложите порядок расчета мощности смесителя. 10. Какие физические явления используются для гомогенизации жидких смесей?