1. podaj definicję szybkości filtracji (wzór + wyjaśnienie symboli)

szybkość filtracji definiowana jest jako objętość filtratu otrzymywana z jednostki powierzchni filtracyjnej w jednostce czasu .filtracja jest proporcjonalna do różnicy ciśnień i odwrotnie proporcjonalna do ogólnego oporu

Definicja szybkości filtracji

U = ΔV/(F*dτ) = Δp/[μ*(Ro + Rf)]

U – szybkość filtracji

F – powierzchnia filtracyjna

V – objętość uzyskanego przesączu w czasie τ

Μ – lepkość przesączu

Ro – opór osadu filtracyjnego (Pa * m² * s/m³)

Rf – opór przegrody filtracyjnej (Pa * m² * s/m³)

Τ- czas

Δp- różnica ciśnień w zawiesinie i za przegrodą filtracyjną

2. schemat, wady i zalety reometrów kapilarnych

Reometr kapilarny:

-płyn jest przetłaczany przez cylindryczny przewód o gładkiej powierzchni wewnętrznej Parametry wewnętrzne muszą być tak dobrane żeby przepływ był:

-ustalony, izotermiczny, laminarny

Zalety:

-względnie tani przyrząd

-łatwy do zbudowania i prosty w osbsłudze

-można uzyskać szybsze prędkości w ścinaniu w stosunku do przyrządów rotacyjnych

-łatwa regulacja temperatury

-przepływ przez kapilarę jest podobny do tego w różnych przemysłach

-można badać proces pęcznienia wytłoczki

Wady:

-trudność z zapewnieniem właściwego przepływu

-efekty wylotowe i wlotowe

3. jakie cechy powinien posiadać rozpuszczalnik wykorzystywany podczas ekstrakcji?

• Cechy rozpuszczalnika

  • mała rozpuszczalność

  • duża selektywność umożliwiająca ekstrakcję wybranego składnika

  • duży współczynnik rozdziału

  • duży współczynnik dyfuzji – większa szybkość procesu i mniejsze rozmiary ekstraktora

  • niepalność

  • niekorozyjność (w odniesieniu do tworzenia konstrukcyjnego ekstraktora)

  • nietoksyczność

Najczęściej stosowane rozpuszczalniki:

• woda – nie powoduje znacznych zmian w obrabianym materiale

• rozpuszczalniki organiczne – roztwory kwasów organicznych i ich soli (np. kwas cytrynowy)

• rozpuszczalniki neutralne – umożliwiają przeprowadzenie ekstrakcji pod ciśnieniem atmosferycznym np. metanol, etanol, benzyna, heksan

• gazy obojętne – stosuje się je w fazie ciekłej pod podwyższonym ciśnieniem i w obniżonej temperaturze (CO₂, eter etylowy)

4. podaj jakie liczby bezwymiarowe występują w funkcji ogólnej współczynnika wnikania ciepła i za jakie właściwości (cechy) odpowiadają?

Liczby bezwymiarowe występujące w funkcji ogólnej oznaczają:

• Nuselta (Nu), określająca podobieństwo termokinetyczne

• Prandtla (Pr), określająca podobieństwo właściwości fizycznych

• Reynoldsa (Re), określająca charakter przepływu

• Grashofa (Gr), charakteryzująca stosunek sił tarcia cząsteczkowego do siły wyporu, spowodowanego różnicą gęstości

• Kryterium podobieństwa geometrycznego

5. w jaki sposób można zintensyfikować ruch masy?

Intensyfikacja ruchu masy

• Trudna do realizacji;

• W sytuacji, gdy ruch masy występuje między dwoma płynami możemy zmniejszyć opory konwekcyjnego przenoszenia masy poprzez:

  • zwiększenie prędkości przepływu – cieńsza warstwa zastępcza

  • podwyższenie temperatury płynu – mniejsza lepkość i gęstość

• Jeśli wymiana masy następuje między ciałem stałym a płynem – konwekcyjny opór wnikania jest mały i o szybkości procesu decyduje opór dyfuzyjny;

• Opór dyfuzyjny wynika z:

  • Struktury materiału

  • Ruch masy odbywa się w materiale heterogenicznym

Zmniejszenie oporu dyfuzyjnego może się odbywać jedynie przez zmniejszenie grubości warstwy, w której odbywa się dyfuzja, lub przez zastosowanie odpowiedniej obróbki technologicznej, aby zniszczyć naturalną strukturę materiału, poprawiając dzięki temu warunki wymiany masy.

6. podaj definicję (wzory, jednostki) lepkości dynamicznej i szybkości ścinania 

Szybkość Scinania-jest pochodną odkształcania po czasie ,określa ona spadek szybkości wzdłuż szerokości y szczeliny:

y= dv/dy

W przypadku dwoch rownoległych płytek przy liniowym spadku prędkości wzdłuż szczeliny pochodna w równaniu sprowadza się do postaci:

y=vmax/y

Lepkość dynamiczna-jest określana z prawa niutonowskiego jako stosunek naprężenia stycznego do prędkości ścinania.Miarą lepkości jest dynamiczny współczynnik lepkości

JEDNOSTKA [Pa*s]

7. narysuj i opisz krzywą suszenia ciał stałych

AB= podgrzewanie materiału, ciepło jest głównie zużywane na podwyższenie temperatury materiału. odparowanie wilgoci jest niewielkie

BC= odcinek prostoliniowy

CD= odcinek zbliża się asymptotycznie do wartości odpowiadającej wilgotności równowagowej.

8. na czym polega różnica między konwekcją naturalną (swobodną) i wymuszoną?

Konwekcja – występuje w warstwach cieczy i gazu znajdujących się w ruchu. Przepływem ciepła przez konwekcję rządzą częściowo prawa mechaniki płynów. Jeżeli konwekcja występuje wskutek różnic gęstości, które zostały wywołane różnicą temperatur, to mówimy o konwekcji naturalnej. Natomiast jeżeli ruch płynu wywołany jest siłami zewnętrznymi (pompa, wentylatory), to mówimy o konwekcji wymuszonej.

9. model mechaniczny Maxwella , budowa, charakterystyka elementów składowych , zmiany naprężenia i odkształcenia

Moduł maxwella (szeregowy) Naprężenie zależy od szybkości odkształcenia względnego. τs= τ d= τ ; γs= γ d= γ

10. w jaki sposób lepkość cieczy wpływa na postać równania Bernoulliego?

Równanie Bernoulliego

p + ρgh + ½ρv² = const

p – ciśnienie

ρ – gęstość

g – przyspieszenie ziemskie

h – wysokość

v – prędkość

Równanie Bernoulliego dotyczy pola prędkości cieczy. Pole to musi być ustalone, tj prędkość V w danym punkcie nie zależy od czasu. Równanie Bernoulliego dotyczy cieczy nielepkich. Jest to dość daleko idące uproszczenie, bowiem ciecze nielepkie nie istnieją, gdyż musiałyby być „suche”…