Гидродинамика негіздері және гидромеханикалық процестер жөніндегі жалпы мәліметтер

2. гидромеханикалық процестер және Химиялық технологиялардың аппараттары

2.1 Гидродинамика негіздері және гидромеханикалық процестер

жөніндегі жалпы  мәліметтер

Гомогенді және гетерогендік жүйелер. Дисперсиялық жүйелерді топтау, олардың негізгі сипаттамалары. Химиялық технологиялардың негізгі  гидромеханикалық процестерін топтау. Олардың химиялық өнеркәсіптегі  ролі. Гетерогендік жүйелерді бөлу әдісін таңдау принциптері. Гидромеханикалық процестердің материалдық балансы.

Тұтқыр сұйық гидродинамикасының дифференциалды теңдеулері: үздіксіздік  теңдеуі және Навье-Стокс теңдеуі. Осы теңдеулер үшін бастапқы және шектік шарттар. Навье-Стокс теңдеуінің ұқсастығын түрлендіру. Гидродинамикалық ұқсастық саны, олардың физикалық мағынасы. Гидродинамиканың ұқсастық (критериалды) теңдеуі. Ньютондық және бейньютондық сұйықтар.

Гидродинамиканың ішкі, сыртқы және аралас есептері (жалпы мәліметтер).

2.2 Сүзу

Процестің физикалық мағынасы және оның өнеркәсіпте қолданылу  салалары. Сүзу схемасы. Сүзілудің қозғаушы күші мен жылдамдығы. Тұнбаның құрылымдық сипаттамалары (түйіршіктердің эквиваленттік  диаметрі, түйіршік пішіннің коэффициенті, кеуектілік, түйіршіктердің меншікті беті және т.б.). Цилиндрлік құбырдағы  сығылмайтын Ньютондық сұйықтың ламинарлық қозғалысы есебін шешу (Пуазейль есебі). Оның практикалық мәні және қолданылу шегі. Құбыр арқылы аққан  сұйық шығынын анықтауға арналған Пуазейль өрнегі. Сұйықтардың құбырлар мен түрлі пішіндегі арналар бойынша ағуының ұқсастық (критериалды) теңдеуі.

Сұйықтың тұнба қабаты арқылы ағысы. Сүзу жылдамдығын анықтау  өрнегі. Тұнбаның меншікті кедергісі; оның шамасына әсер етуші факторлар. Сығылатын және сығылмайтын тұнбалар. Сүзілудің негізгі кинетикалық  өрнегі.

Қысымдар айырмасы әсерінде сүзу. Сүзу тәртіптері. Тұрақты қысымдар айырмасы мен тұрақты жылдамдық тәртіптерінде сүзу кинетикасы. Сүзгіде тұнбаны шаю. Сүзгі кеуегі бітелгендегі сүзу. Сүзгілерді топтау. Шаңдарды бөлуге арналған сүзгілер. Суспензияны бөлуге арналған мезгілді және үздіксіз әсердегі сүзгілер. Оларды есептеу схемасы.

Центрден тебу күші әсерінде сүзу. Процестің физикалық мағынасы. Оның өнеркәсіпте қолданылу саласы. Процес кинетикасының негіздері. Сүзгілеуші центрифугаларды топтау. Үздіксіз және мезгілді әсердегі сүзгілеу центрифугалардың негізгі типтерінің құрылысы. Сүзгілеу центрифугаларын есептеу схемасы. Сүзу процестерін қарқындату әдістері. Сүзу процестерін атқаруға арналған техникалардың даму тенденциялары.

2.3 Тұну

Қатты шартәріздес түйіршіктерді  тұтқыр Ньютондық сұйықтардың (Стокс  мәселесі) ламинарлы ағып өту мәселесі. Шар тәрізді түйіршіктерді ламинарлы  ағып өту кезіндегі кедергі күшін  анықтауға арналған Стокс теңдеуі. Ағып өтудің ауыспалы және турбулентті  тәртіптері. Ньютонның кедергі заңы. Кедергі коэффициенті. Сыртқы салмақтық  күштер әсерінен сұйықтағы қатты  денелер қозғалысы кезіндегі  күштер балансы теңдеуі. Бірлік тамшылар мен көпіршіктерді ағып өту есептерінің  ерекшелігі. Түйіршіктерді біріге ағып өтудің ерекшелігі. Тұну процесін топтау.

Тұндыру (гравитациялық тұну). Процестің физикалық мәні және өнеркәсіпте  қолдану саласы. Ауырлық күш әсерінен сұйықтағы қатты шартәріздес  түйіршіктің қозғалуының дифференциалды теңдеуі.

Тұндыру процесін сипаттаушы, ұқсастық теңдеуі. Архимед санының  физикалық мағынасы. Еркін пішінді  қатты түйіршіктерді ағып өту  тәртіптерінің сипаттамалары. Ламинарлы  тәртіпте түйіршіктердің гравитациялық  тұнуының жылдамдығын анықтауға  арналған Стокс өрнегі; оны талдау. Жеке тамшылардың тұну ерекшелігі. Ығыстырмалы гравитациялық тұну. Тұндыру аппараты өнімділігін есептеу  орны. Тұндырғыштарды топтау. Тұндырғыштардың  конструкциялары. Тұндырғыштарды есептеу  схемасы.

Центрден тебу күші әсерінде тұну. Физикалық мағынасы және процестің өнеркәсіпте қолдану саласы. Центрден тебумен тұндыру кинетикасы. Бөліну факторы. Центрдентебумен тұндыруды қарқындату мүмкінділігі. Модификацияланған Архимед саны. Центрдентебуші тұну процесін сипаттаушы ұқсастық теңдеуі. Тұндыру центрифугалары. Тұндыру центрифугаларын топтау. Мезгілді және үздіксіз әсердегі негізгі тұндыру центрифугаларының конструкциялары. Артықцентрифугалар және сепараторлар. Тұндыру центрифугаларын есептеу схемасы.

Циклондық процес. Суспензияларды, эмульсияларды және газ (бу) – сұйық, газ-қатты дене жүйелерін бөлудің  циклондық процестерін атқаруға арналған аппаратура (циклондар, гидроциклондар, турбоциклондар және т.б.) Циклондар  мен гидроциклондарды есептеу схемасы.

Электр өрісі  күші әсерінде тұндыру. Физикалық мағынасы мен процестің өнеркәсіпте қолдану салалары. Газды ионизациялау тәсілдері. Газдың өзбетінше ионизациялануының физикалық механизмі. Электр өрісінде түйіршіктердің тұну жылдамдығын анықтау. Құбырлы және пластиналы электросүзгілер. Электросүзгілерді есептеу схемасы.

Тұндыру процесін атқаруға арналған техникалардың даму тенденциялары.

2.4  Жалған сұйылу

Процесстің физикалық  мағынасы және өнеркәсіпте қолдану  салалары. Жалған сұйылудың гидродинамикалық негіздері. Жалған сұйылу қисығы. Жалған сұйылудың басталу жылдамдығы мен  түйіршіктің әкетілу жылдамдығын  анықтау. Қатты материалдарды жалған сұйылу қабатты  аппараттарды конструкциялық жасақтау нұсқалары.

2.5 Сұйық ортада араластыру

Процестің физикалық мағынасы және өнеркәсіпте қолдану салалары. Араластыру процесінің негізгі сипаттамалары. Сұйық орталарда араластырудың  негізгі тәсілдері. Механикалық  араластырғыштардың негізгі түрлері. Араластырғыш түрін таңдау нұсқаулары. Араластыруда қажетті қуатты анықтау  теңдеуі. Араластырғышты есептеу схемасы. Араластыру техникаларының даму тенденциялары. Бейньютондық сұйықтарды араластырудың  ерекшелігі.