1. Podaj definicję filtracji i jej wady i zalety.

Filtracją nazywamy operację technologiczną polegającą na rozdzieleniu mieszaniny cieczy

lub gazu z zawieszonymi cząstkami ciał stałych

za pomocą urządzeń mających przegrodę przepuszczającą dla cieczy lub gazu, przesączu, filtratu, a nieprzepuszczalną dla cząstek ciał

stałych. Zalety:

-Intensywność operacji -Dokładny rozdział faz

-Uzyskanie osadu o małej zawartości wilgoci

Wady: -Duży opór przepływu przez warstwę filtracyjną

2. Przedstaw schemat filtru, rozkład ciśnień

i występujące różnice ciśnień.

- ciśnienie filtracji

- ciś zgniatające osad

- ciśnienie zgniatające przegrodę równe jej wytrzymałości

3. Przedstaw podział filtrów.

Filtry dzielimy:

1.ze względu na opór przepływu

-grawitacyjne -ciśnieniowe

-próżniowe 2.ze względu na charakter

pracy -o działaniu ciągłym -o działaniu

okresowym 3.ze względu na konstrukcje

-jedno - lub wielowarstwowe (taśmowe

komorowe, prasy filtracyjne, ściekowe)

-obrotowe (bębnowe) -wirówki

4. Podaj definicję masowego współczynnika oporu właściwego osadu.

Opór stawiany strumieniowi filtratu przez warstwę osadu zawierającego 1 kg fazy stałej w 1m² pow

filtracji.[α=m/kg]

5. Podaj definicję stałej filtracji C dla

filtracji z tworzeniem się osadu.

Objętość filtratu przy przejściu, której przez przegrodę filtracyjną odłoży

się warstwa osadu której opór jest

równoważny oporowi przegrody filtracyjnej.

6. Opisz pełny cykl filtracji.

1. Filtracja 2. Przedmuch osadu filtracyjnego 3.Odciskanie mechaniczne osadu 4.Przemywanie osadu filtracyjnego-celem jest usunięcie resztek cieczy filtrowanej z kapilar i przestrzeni międzyziarnowych warstwy osadu (gdy osad jest produktem lub filtrowana ciecz jest bardzo cenna) 5. Suszenie osadu

7. Podaj definicję wydajności filtracji.

Ze względu na filtrat:

W=[m³/m²s]

Στ- czas całkowitego cyklu filtracji

Ze względu na suchy osad:

W=[kg/ m²s]

8. Przedstaw rodzaje mieszadeł.

1.profil prędkości cieczy w mieszalniku

Są to mieszadła wytwarzające:

-promieniowy strumień cieczy

-osiowy strumień cieczy -okrężny (styczny) strumień cieczy

2.iloraz średnicy mieszadła i mieszalnika d/D

3.prędkość obwodowa końca łopatek mieszadła

4.zakres przepływu (laminarny, burzliwy)

5.zakres lepkości

6.konstrukcja mieszadła

-turbinowe

-śmigłowe

-łapowe (wolnoobrotowe), kotwicowe,

ramowe, ślimakowe

9. Przedstaw rodzaje zbiorników mieszal.

Mają zwykle kształt cylindryczny oraz dno

płaskie lub wypukłe o różnym kształcie

(stożkowe, elipsoidalne, polisferyczne).

Najczęściej ustawione są pionowo, rzadziej poziomo. Wewnątrz zbiornika mogą być wbudowane przegrody dla uniknięcia

wirowania cieczy w mieszalniku oraz tworzenia

się leja. Przegrody mogą być umieszczone:

-przy samej ściance zbiornika mieszalnika

-w pewnej odległości od niej -pod pewnym

kątem względem promienia obrotu mieszadła

-na całej długości zbiornika -tylko na pewnej głębokości cieczy

10. Wyjaśnij termin: mieszanie i mieszanie mechaniczne.

Mieszanie to proces bardzo rozpowszechniony

w wielu przemysłach i życiu codziennym.

Może zachodzi w rurociągu przez który przepływa

płyn w pompie przetłaczającej oraz w aparatach przeznaczonych specjalnie do tego celu tzw. mieszalnikach. Mieszanie to przemieszczanie się różnych cząstek danego ośrodka w celu uzyskania

i utrzymania jego jednorodności.

Mieszanie mechaniczne- mieszanie za pomocą mieszadeł

Mieszanie mechaniczne prowadzi się w celu:

-wytworzenia jednolitego roztworu lub mieszaniny

-intensyfikacji procesów wymiany ciepła

-intensyfikacji procesów wymiany masy czysto fizycznej bądź też połączonej w reakcji chemicznej.

11. Wyjaśnij pojęcie „stopnia zmieszania”.

Stosunek rozprowadzenia wzajemnego dwu lub więcej substancji do stanu rozprowadzania idealnego osiągniętego po doskonałym wymieszaniu układu. Jego zmiany mogą być wykorzystywane do oceny intensywności mieszania.

12. Wyjaśnij pojęcie „intensywność mieszania”.

Pojęcie intensywności mieszania używane jest dość często jednak nie ma jeszcze ścisłej definicji. Potocznie określa się intensywność mieszania przy pomocy takich wielkości: -częstość obrotów mieszadła - n -prędkości obrotowej końców łopatek mieszadła - u -zastępcza liczba Reynoldsa dla procesów mieszania - Re_m -moc mieszania liczona na jednostkę objętości mieszanej cieczy lub jednostkę mocy mieszanej cieczy

13. Wyjaśnij pojęcie „efektywność mieszania”.

Określa przy jakim nakładzie energii jest możliwe osiągnięcie żądanego efektu technologicznego. Z dwu mieszalników ten pracuje bardziej efektywnie, w którym osiąga się określony efekt technologiczny przy niższym nakładzie energii.

14. Podaj definicję liczby mocy, zmodyfikowanej liczby Re, Fr dla procesów mieszania.

Moc mieszania cieczy to energia przekazana cieczy mieszanej w jednostce czasu za pomocą mieszadła oraz zużytkowania na wywołanie wirów w cieczy. Ostatecznie energia ta zamienia się na ciepło.

Zmodyfikowana liczba Re:

Zmodyfikowana liczba Froude'a dla procesów mieszania:

u=πdn

15. Na czym polega przewodzenie ciepła.

Przekazywaniu energii od jednej cząsteczki chemicznej danej substancji do drugiej za pośrednictwem ruchu drgającego (oscylacyjnego) i kontaktu z innymi cząsteczkami przekazują część swojej energii cząsteczkom energetycznie uboższym. Proces trwa do wyrównania temperatury w całej objętości.

16. Na czym polega konwekcja ciepła.

Przenoszeniu ciepła przez cząstki (pakiety) gazu lub cieczy z jednej przestrzeni do drugiej podczas ich ruchu wywołanego: różnicą gęstości, różnicą temperatury lub na skutek ruchu wymuszonego rzez czynniki zewnętrzne np.: ogrzewanie cieczy w kotle za pomocą gorącej powierzchni kotła, ogrzewanie pokoju za pomocą centralnego ogrzewania.

17. Na czym polega promieniowanie.

Wymiana energii przez przestrzeń za pomocą fal elektromagnetycznych. Przechodząc przez przestrzeń pustą (próżnię) promieniowanie nie jest zamieniane na ciepło lub inną formę energii, ale jeżeli napotka na drodze jakieś ciało, to może być przepuszczone, pochłonięte lub odbite.

18. Podaj definicję liczb kryterialnych: Nu, Pr, Gr.

Liczba (kryterium) Nusselta:

Liczba (kryterium) Brandta (podobieństwo fizyko - chemiczne):

Liczba (kryterium) Grashofa:

α- współczynnik wnikania ciepła

λ- współczynnik przewodzenia ciepła płynu

C-ciepło właściwe płynu

β- współczynnik rozszerzalności cieplnej

19. Ilość ciepła, gęstość strumienia cieplnego.

Ilość ciepła Q[J]-ciepło przenoszone w rozpatrywanym układzie. Strumień cieplny Q_h[J/s]-ilość ciepła przewodzona przez warstwę. Gęstość strumienia cieplnego q[W/m²]- ilość ciepła wymienionego w warunkach ustalonych w jednostkowym czasie przez jednostkową powierzchnię biorącą udział w wymianie ciepła q=Q_h/A

20. Podaj definicję współczynnika przewodz ciepła. Współczynnik przewodzenia ciepła

danego ciała oznacza te ilość ciepła, jaka jest przewodzona przez ciało o powierzchni 1m² i grubości ścianki 1m w ciągu sekundy przy

różnicy temperatur na przeciwległych ściankach wynoszącej 1 deg.

21. Na czym polega wnikanie ciepła.

Konwekcja- sam proces transportu prądami występującymi w płynie, powodującymi przemieszczenie się pakietów płynu. (w bezpośrednim sąsiedztwie ścianki istnieje warstwa, w której ruch ciepła odbywa się przez przewodzenie)

22. Podaj definicje współczynnika wnikania ciepła. Liczbowo jest on równy ilości ciepła, jaka zostanie wymieniona między ścianką i cieczą w jednostce czasu, przez jednostkową powierzchnię przy jednostkowym spadku temperatury. α= λ/x [W/m²K] λ- współczynnik przenikania ciepła x- grubość warstwy laminarnej

23. Na czym polega konwekcja wymuszona.

Ruch płynu wywołany jest działaniem urządzeń wentylacyjnych, pomp, itp.

24. Na czym polega konwekcja naturalna.

Ruch płynu wywołany jest różnicą gęstości substancji znajdujących się w polu grawitacyjnym.

25. Przedstaw rodzaje procesu wrzenia.

Powierzchniowe, objętościowe, pęcherzykowe, błonowe.

26. Podaj warunki konieczne do powstania procesu wrzenia.

- występowanie przegrzanej cieczy w stosunku do temperatury nasycenia - obecność ośrodków tworzenia pęcherzyków pary

27 Scharakteryzuj wrzenie pęcherzykowe i błonkowe.

Wrzenie pęcherzykowe- powstają okresowo pęcherzyki pary, które równo odrywają się od powierzchni grzejnej i wędruję do powierzchni cieczy. Wrzenie błonowe- po koalscencji poszczególnych pęcherzyków pary aż do utworzenia ciągłej błonki parowej na powierzchni grzejnej.

28. Co to jest zwilżalność.

Proces, w którym faza ciekła lub gazowa zostaje całkowicie lub częściowo wyparta przez inną fazę ciekłą z powierzchni ciała stałego lub cieczy.

29. Do czego służą wymienniki ciepła? Jakie znasz ich rodzaje? Wymienniki ciepła to aparaty

do wymiany ciepła między płynami.

-Rekuperatory - 2 czynniki o różnych temp. przepływają w przestrzeniach oddzielonych przegrodą stałą (aparaty przeponowe)

-Regeneratory - powierzchnia grzejna najpierw kontaktuje się z gorącym czynnikiem, a następnie

z zimnym (grzejniki powietrza, piece martenowskie)

-Aparaty bezprzeponowe - bezpośredni kontakt między gorącym i zimnym płynem (węże

chłodnicze w elektrociepłowniach)

30. Jakie prowadzi się obliczenia dla wymienników cieplnych?

- wyznaczenie powierzchni wymiany ciepła A - wyznaczenie ilości przenoszonego ciepła, temp końcowych czynników Q_h=k*A*ΔT - obliczenie różnicy temperatur między przepływającymi czynnikami ΔT= ( ΔT₁- ΔT₂)/(ln (ΔT₁/ ΔT₂ )

31. Wymień podstawowe kierunki przepływu

w wymiennikach.

-Współprąd -Przeciwprąd -Przepływ krzyżowy (mieszany, krzyżowy wielokrotny).

32. Scharakteryzuj ruch masy.

Wszystkie te procesy, w których następuje przemieszczanie się składnika lub składników przez granicę faz lub wewnątrz tej samej fazy. Siłą napędową jest różnica potencjałów.

33. Wyjaśnij pojęcie dyfuzji masy.

Gdy przenoszenie masy odbywa się w nieruchomym ośrodku (lub poruszającym się

ruchem laminarnym) ośrodku, wówczas wynika ono z termicznego ruchu cząsteczek.

34.Konwekcja masy

Gdy przynajmniej część układu znajduje się w ruchu, to przenoszenie masy zachodzi w tej części pod wpływem procesów makroskopowych mieszania.

35. Podaj definicje destylacji.

Przeprowadzenie w stan pary i ponownym skropleniu jednego lub kilku składników mieszaniny ciekłej w celu ich rozdzielenia lub oczyszczenia.

36. Podaj definicje rektyfikacji.

Proces rozdzielenia mieszanin polegający na przeciwprądowym kontakcie cieczy i pary przy równoczesnej wymianie ciepła i masy.

37. Opisz aparaty, w których prowadzony

jest proces rektyfikacji, scharakteryzuj rektyfikację okresową i ciągłą.

Rektyfikację prowadzi się w kolumnach rektyfikacyjnych. Dzielą się one na dwie zasadnicze grupy: o działaniu ciągłym i okresowym. Z punktu widzenia konstrukcji wyróżniamy kolumny połówkowe i kolumny z wypełnieniem.

Rektyfikacja ciągła- doprowadzenie cieczy surowej, odprowadzenie cieczy rektyfikatu i cieczy wyczerpanej odbywa się w sposób ciągły i równoczesny. Rektyfikacja okresowa- określoną ilość surówki doprowadza się do aparatu rektyfikacyjnego jednorazowo w celu rozdzielenia.

38. Podaj definicję półki teoretycznej.

Pojęcie abstrakcyjne oznaczające miejsce w kolumnie, w którym podczas przepływu oparów i odcieku ustali się równowaga ciecz-para.

39. Liczba powrotu R

Stosunek liczby moli cieczy zawracanej z deflegmatora do kolumny rektyfikacyjnej w jednostce czasu (L) do liczby moli odbieranego w tym czasie produktu rektyfikacji(D).

---