где: - объёмная концентрация дисперсной фазы, - плотность, а с, с1, с2 - скорости звука для дисперсной системы, дисперсионной среды и дисперсной фазы соответственно.
2.Типовые процессы химической технологии, как объекты интенсификации.
В химическом производстве применяются различные процессы: механические, гидродинамические, аэродинамические, тепломассообменные, химические, биохимические, фотохимические, радиохимические, электрохимические, плазмохимические и т.д. В химическом производстве вещества перерабатывают с целью изменения состояния, состава, содержания энергии - т.е. с целью получения вещества с другими свойствами. Превращение вещества осуществляется в реакторах. На степень превращения (т.е. совершенство процесса) в основном влияют факторы: кинетика реакции, гидродинамическая обстановка, термодинамические и физические параметры, тепломассообмен. Большинство химико-технологических процессов (механические, тепломассообменные и т.д.) происходят на физическом уровне и не связаны с химическими превращениями. Но и химические превращения, в конечном счёте, происходят на физическом уровне, так как элементарные акты химических реакций имеют физическую природу. Таким образом, объектом интенсификации является элементарный физический процесс.
Типовой процесс определяется своей физико-химической сущностью - идентичностью материальных и внутренних связей.
Механические и гидромеханические процессы (измельчение, разделение, смешение...). Для интенсификации этих процессов необходимо вмешаться в движение элементов среды (жидкости, газов, твёрдых тел), управлять полями напряжений и скоростей в элементах объёма и на ограничивающих поверхностях, дислокацией структур и интенсивности перемещения их в пространстве и времени (например, генерацией вихрей и колебательных потоков).
Интенсификация тепломассообменных процессов заключается в ускорении переноса энергии и массы за счёт увеличения градиентов и коэффициентов переноса. Для этого необходимо управлять распределением источников, полями скоростей, температур, концентраций (например, созданием условий, уменьшающих толщины пограничных слоёв за счёт колебаний, скоростей, вызванных механическими, гидродинамическими, акустическими, электромагнитными воздействиями, и т.д.).
Интенсификация химических и микробиологических процессов достигается увеличением удельной поверхности реакции в гетерогенных системах (например, диспергированием), улучшением транспорта реагирующих веществ (например, изменением гидродинамической обстановки за счёт колебаний, скоростей, вихрей), увеличением скорости реакции (изменением температуры, активацией поверхности реагирующих веществ, возбуждением молекул). В этих процессах можно обеспечить селективное возбуждение меж и внутри молекулярных связей, например, нелинейными фотопроцессами, квантованием энергии, резонансным электромагнитным воздействием.
Различные процессы по разному отзываются на различные воздействия. Например, степень интенсификации от акустических воздействий наибольшая в механических и гидромеханических процессах и несущественна в химических и микробиологических процессах. Электромагнитные воздействия наоборот приводят к существенной интенсификации химических и микробиологических процессов и не существенны в механических и гидромеханических процессах. Тепломассообменные процессы приблизительно одинаково интенсифицируются акустическими и электромагнитными воздействиями, но в меньшей степени.
Для оценок реакции системы на воздействия необходимо знать физико-химические свойства элементов системы и её в целом.
Взаимодействие веществ с электрическими и магнитными полями характеризуется системой уравнений Максвелла, которые для статических полей имеют вид:
Электрическая индукция электрического поля , где: - абсолютная диэлектрическая проницаемость, - вектор напряженности электрического поля.
Индукция магнитного поля , где: - абсолютная магнитная проницаемость, - вектор напряженности магнитного поля.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.