- •Котова н.А.
- •«Математическое моделирование технологических машин»
- •Теория подобия и физическое моделирование процессов
- •Понятие о подобии физических явлений
- •Понятие об обобщённых безразмерных величинах
- •Первая теорема подобия
- •Вторая теорема подобия
- •Метод размерностей
- •Экспериментальное определение констант критериального уравнения
- •Третья теорема подобия
- •Моделирование и виды моделей
- •Процессы обработки пищи
- •Основные технические свойства пищевого сырья и продуктов
- •Процессы измельчения пищевых продуктов
- •Дробление
- •Резание
- •Резание пластинчатым ножом
- •Резание дисковым ножом
- •Процессы перемешивания пищевых продуктов
- •Перемешивание жидких и пластичных масс
- •Пенообразование и взбивание
- •Расчёт перемешивающих устройств
- •Процессы получения соков
- •Процессы обработки пищи сверхвысокочастотной энергией
- •Взаимодействие переменного электромагнитного поля с пищевыми продуктами
- •Свч печи
- •Параметры свч-нагрева
- •Оптимальная загрузка свч-печи
- •При доведении до температуры кулинарной готовности:
- •Тепловая обработка пищевых продуктов в свч-поле
- •Разогрев
- •Размораживание
- •(Масса 0,5 кг, мощность 2 кВт): 1 – судак; 2 – говядина тушеная; 3 – курица в белом соусе
- •Свч размораживатели
- •Свч сублиматоры
- •Процессы обработки пищевых продуктов и жидкостей
- •Выпечка
- •Уборочные процессы
- •Процессы удаления пыли и очистки изделий
- •Определение пыли.
- •Основные свойства пыли
- •Коагуляция пыли
- •Основные закономерности движения и осаждения пыли
- •Гравитационное осаждение
- •Осаждение под действием центробежной силы
- •Инерционное осаждение
- •Осаждение частиц пыли в электрическом поле
- •Фильтрация через пористые материалы
- •Мокрая очистка
- •Термофорез
- •Очистка изделий от пыли в быту
- •Механическая чистка изделий
- •Пневмомеханическая чистка изделий
- •Пневматическая чистка изделий
- •Процессы очистки газов, жидкостей и растворов
- •Процессы очистки газов
- •Процессы очистки жидкостей и растворов
- •Отстаивание и осаждение
- •Отстойное центрифугирование
- •Флотация
- •Фильтрование
- •Общая характеристика процесса
- •Гидравлическое сопротивление зернистого или пористого слоя при фильтровании
- •Фильтрование под действием перепада давлений
- •Фильтрование под действием центробежной силы
- •Ультрафильтрация и обратный осмос
- •Процессы кондиционирования помещений
- •И лучи тепловлажностных процессов
- •Процессы мойки бытовых изделий и посуды
- •Процессы облагораживания воздуха
- •Общие понятия о микроклимате
- •Вентилирование
- •Безразмерные характеристики различных типов вентиляторов
- •Электроотопление
- •Процессы химической чистки изделий
- •Обработка изделий струями жидкостей
- •Процессы обработки изделий из тканей
- •Процессы стирки
- •Моющий процесс при стирке
- •А) сферическая мицелла, б) пластинчатая мицелла
- •Динамика перемещения ткани во вращающемся барабане
- •Теория активаторного процесса стирки
- •Теория отжима белья
- •Процессы сушки изделий из тканей
- •Процессы фильтрации растворов
- •Теория фильтрования с образованием осадка
- •Теория фильтрования без образования осадка
- •Процессы влажно-тепловой обработки тканей
- •Процессы соединения тканей
- •Подача материалов в швейных машинах
- •Подача ниток в швейных машинах
- •Прокалывание материалов иглой
- •С материалом при прокалывании
- •Соединение ткани ниточным способом
- •Рабочие органы универсальной швейной машины
- •Процесс образования челночного стежка
- •Образование стежка на швейной машине с вращающимся челноком.
- •В зависимости от соотношения натяжения ветвей ниток
- •Процесс образования цепного (петельного) стежка
- •Образование однониточного цепного стежка на тамбурной машине с вращающимся петлителем.
- •(Римские цифры – положения отверстия)
- •Образование двухниточного петельного стежка на машине с колеблющимся крючком.
- •Расход мощности в процессе работы универсальной швейной машины
- •Процессы получения холода
- •Естественное и искусственное охлаждение
- •Влияние холода на пищевые продукты
- •Нахождения в замороженном состоянии :
- •Вспомогательные средства холодильного хранения продуктов
- •Термодинамические основы процессов трансформации тепла
- •Замораживание
- •Охлаждение
- •Домораживание
- •Способы получения низких температур
- •Расширение газов
- •Дросселирование
- •Эффект Пельтье и Ранка-Хильша
- •Вибрация
- •Колебания механических систем
- •Подавление вибрации
Отстойное центрифугирование
Недостатками отстойников являются большие размеры их и незначительная (<0,5 м/ч) скорость осаждения частиц. Они особенно малоэффективны при разделении смесей, частицы которых имеют размеры < 5 мкм, или когда их плотность близка к плотности среды. Эффективное выделение таких частиц из суспензий и эмульсий достигается осаждением их в поле действия центробежной силы, которая в десятки раз превосходит силу тяжести. Поле действия центробежных сил создается вращательным движением разделяемого потока при тангенциальном и напорном вводе его в неподвижный корпус аппарата (гидроциклона) или при направлении разделяемого потока во вращающийся барабан центрифуги или сепаратора, в которых происходит так называемоеотстойное центрифугирование.
При вращательном движении смеси на взвешенную частицу действует центробежная сила, отбрасывающая частицу от центра к периферии со скоростью, равной скорости осаждения.
Величина центробежной силы при этом:
где – масса частицы;и– угловая и окружная скорости вращения ее; – радиус вращения ее.
Для определения эффективности осаждения в центробежных устройствах сравнивают величину центробежной силы с силой тяжести, действующей на частицу.
Сила тяжести (без учета подъемной силы):
.
Из совместного решения уравнений и получим:
,
т. е. центробежная сила больше силы тяжести в раз.
Величина называется фактором разделения:
.
Фактор разделения показывает, во сколько раз действие центробежной силы превосходит действие силы тяжести. Чем больше фактор разделения, тем выше разделительная способность центробежных устройств.
Для барабанов центрифуг и сепараторов, вращающихся с определенной угловой скоростью, после подстановки в значение , приняв, получают:
.
Таким образом, эффективность разделения в центробежных устройствах можно повысить, увеличивая или , но так как в уравнение частота вращения имеет вторую степень, то при расчете барабанов центрифуг и сепараторов с высокой эффективностью разделения увеличивают частоту вращения, изготовляя барабаны небольшого диаметра.
Так как центробежная сила, действующая на частицы, больше силы тяжести в раз, то и скорость осаждения частиц в центробежных устройствах также превышает скорость осаждения в отстойниках враз.
При ламинарном режиме осаждения в центробежных устройствах скорость осаждения определяют по уравнению Стокса с учетом фактора разделения, т. е.:
.
В процессе центробежного осаждения фактор разделения и скорость осаждения изменяются, так как они зависят от переменного радиуса R, на котором может находиться частица и осаждаться последовательно по трем режимам (ламинарному, промежуточному и турбулентному), а в частных случаях – по двум или одному из них.
Флотация
Флотацией называют процесс разделения жидких неоднородных систем, основанный на избирательном прилипании пузырьков газа к частицам, составляющим внутреннюю фазу системы. В процессе флотации находящиеся в жидкости пузырьки газа прилипают к плохо смачиваемым водой (гидрофобным) частицам и поднимают их к поверхности жидкости, где они и выделяются вместе с образовавшейся пеной, тогда как хорошо смачиваемые водой (гидрофильные) частицы не прилипают к пузырькам газа и осаждаются на дно аппарата, откуда и удаляются.
Вместо других, более сложных и дорогих, способов разделения флотацию эффективно и широко применяют для обезжиривания жидкостей и сточных вод мясо– и жиркомбинатов, выделения глютена из крахмального молока при производстве кукурузного крахмала, выделения кормовых дрожжей из культуральной жидкости и др.
Установлено, что чем больше число пузырьков газа в высокодисперсном состоянии равномерно распределено в единице объема жидкой системы, т. е. чем выше степень аэрации ее, тем выше скорость флотации. Для образования пузырьков газа высокой дисперсности применяют пневматический, эжекторный, напорный и электролитический способы.
При пневматическом способе воздух вводят в жидкость под давлением через барботеры – трубы с отверстиями диаметром от 1 до 10 мм. При эжекторном способе жидкость и воздух поступают в эжектор, в котором и обеспечивается хорошее смешение их. При напорной флотации (Рис. 67), широко применяемой для обезжиривания жидкостей, смесь разделяемой жидкости и воздуха после эжектора подается насосомпод давлением 0,3–0,4 МПа в ресивери выдерживается в нем 1,5–2 мин; при этом увеличивается растворимость воздуха в жидкости и образуется пересыщенная водно–воздушная эмульсия, которая затем через барботерпоступает во флотационную камеруфлотатора, работающего под атмосферным давлением. Всплывший в камережир отводится через слив, а осветленная жидкость из зоны отстаиванияпо трубеотводится через слив. При электролитическом способе через разделяемую водную смесь пропускают постоянный электрический ток и образующиеся при электролизе воды газообразный кислород и водород используются для так называемой электрофлотации.
Основными регулируемыми параметрами процесса осаждения являются качество получаемых фракций и производительность устройства по основному продукту. Эти показатели зависят от удельной нагрузки устройства по исходной смеси, ее температуры, скорости осаждения (всплывания) в ней выделяемых частиц и продолжительности пребывания элемента потока в аппарате.
Рис. 67. Схема напорной флотации для выделения жира