Aparatura procesowa: kolokwium II
1. Ciekły układ niejednorodny  mieszanina składająca się z co najmniej dwóch faz, w której jedna
stanowi fazę rozpraszającą (ciągłą), a druga rozproszoną (nieciągłą). Każdy z układów charakteryzuje się
stężeniem i rozmiarem cząstek fazy rozproszonej (średnica):
-zawiesina  układ ciecz-ciało stałe (rozmiar cząstek powyżej 0,1 źm),
-emulsja  układ ciecz-ciecz (różne stężenie i rozmiar cząstek),
-piana  układ ciecz-gaz (pęcherzyki otoczone są warstewkami cieczy i zamknięte w ich strukturze).
2. Rozdzielanie mechaniczne:
a) sedymentacja:
-grawitacyjna (osadniki, klarowniki)
-odśrodkowa (wirówki, hydrocyklony)
b) filtracja:
-nadciśnienie i podciśnienie (filtry warstewkowe, prasy filtracyjne, wirówki filtracyjne)
Sposób rozdzielania zależy od:
-stężenie, rozmiar i charakter powierzchni cząstek fazy rozproszonej
-wielkość strumienia zawiesiny
-preferencja odnośnie do produktów rozdzielania i ich czystości.
3. Odstojniki (klarowniki)  opadanie cząstek stałych z prędkością zależną od ich stężenia i rozmiaru:
-koagulanty (substancje nieorganiczne, neutralizujÄ…ce Å‚adunki powierzchniowe, zwiÄ…zki Al, Fe)
-flokulanty (substancje organiczne, poliakrylany).
Efektem działania jest tworzenie się agregatów z pojedynczych cząstek ciała stałego, które mają większą
masÄ™ i tym samym szybciej opadajÄ….
Szybkość opadania cząstek w zawiesinie opisuje równanie Richardsona i Zaki (gdy Re < 0,2) oraz prawo
Stokesa, wg, którego szybkość opadania cząstek maleje wraz ze wzrostem ich stężenia.
4. Przebieg sedymentacji:
klarowność
h
const.
osad
t
5. Proces rozdzielania dwufazowego:
Znajomość strumieni i ich składu umożliwia obliczenie całkowitej sprawności rozdzielania:
m0 m1
-ð
V0 V1 m1 V0 C1 V0, m0, C0 ciało stałe V1, m1, C1
E =ð =ð1-ð ×ð =ð 1-ð
m0
V1 m0 C0
ciało stałe
V0 w cieczy
V  objętość natężenie przepływu [m3/s]
V2, m2, C2
m  masowe natężenie przepływu [kg/s]
C  stężenie [kg/m3].
6. Sprawność zależy od średnicy ziarna  wszystkie ziarna większe od dd zostają wydzielone, natomiast
mniejsze opuszczajÄ… aparat wraz z cieczÄ….
Im większa sprawność tym krzywa frakcyjna przebiega bardziej stromo.
1 / 100% E(dd)
s
p
r
a
m1d
d
w
Ed =ð1-ð
d
n
m0d
d
o
Å›
ć
0 / 0%
średnica ziarna granicznego dd dd
d25%,r
7. IloÅ›ciowa ostrość rozdziaÅ‚u: I =ð .
d75%,r
8. Komora pyłowa - zapylony gaz wprowadzany jest do obszernej komory i wskutek różnicy powierzchni
przekroju (S1 < S2) na wylocie i wlocie zmniejsza swoją prędkość (VK < V0):
U2
Wd  prędkość opadania
V0 VK
Z
Wd
U  prędkość unoszenia
U1
S1
Z  prędkość opadania
S2
grawitacyjnego.
Opadanie czÄ…stek pod
wpływem siły grawitacji podczas odpylania gazów przebiega w zakresie prawa Stokes a. Gęstość gazu
jest mała, dlatego prędkość opadania będzie zależała:
-wprost proporcjonalnie od kwadratu średnicy cząstek, gęstości i przyśpieszenia ziemskiego,
-odwrotnie proporcjonalnie od lepkości dynamicznej.
h L
-Czas opadania czÄ…stek w komorze: tðs =ð . -Czas przebywania gazu w komorze:tðs =ð .
Wd U
&ð
-Przepustowość: V =ð U ×ð S1
9. Cyklony  mechanizm odpylania polega na działaniu sił odśrodkowych na cząstki aerozolowe.
10. Odpylacze filtracyjne (sprawność odpylania wynosi 99,99% dla cząstek do 0,01 źm):
-filtry warstwowe  stanowiÄ… luz
no upakowanych lub sprasowanych włókien oraz różnego rodzaju
elementy wypełnień nieruchomych lub ruchomych,
-filtry tkaninowe  stanowią tkaniny plecione, tkane, filcowe, formowane w kształcie worków, kieszeni.
11. Elektrofiltry  cząstki aerozolu (stałe lub ciekłe) są wydzielane podczas przepływu strumienia aerozolu
przez wysokonapięciowe pole elektryczne, wytworzone pomiędzy dwoma elektrodami (cienkimi płytkami
ułożonymi naprzemiennie w komorze):
-katodÄ… (elektroda emisyjna),
-anodÄ… (elektroda osadcza).
Sprawność wynosi 99%.
12. Skrubery (odpylacze na morko)  strumień zapylonego gazu jest odpylany, wskutek kontaktu z cieczą,
cząstki aerozolowe są wydzielane na kroplach, strugach lub warstewkach cieczy. Sprawność wynosi 95%.
Autor: Grzegorz Kowalczyk
W s z e l k i e p r a w a z a s t r z e ż o n e