Теория гидродинамического подобия - часть общей теории физического подобия, в которой одним из основных является понятие о сходственных величинах. Две величины jА и jВ , имеющие одинаковый физический смысл, называются сходственными, если они имеют общее начало отсчета и связаны соотношением JА = mJ JB , где mJ - положительная безразмерная величина, одна и та же для всей группы величин J .
В химической технологии перемешивание применяют для улучшения тепло- и массообмена, получения равномерных смесей нескольких жидкостей, жидкости и твердого тела, жидкости и газа. Хотя основной задачей перемешивания в большинстве случаев является равномерное распределение вещества или температуры в перемешиваемом объеме, иногда задача перемешивания заключается в создании высоких скоростей среды около теплообменных поверхностей с целью интенсификации теплообмена. Способы перемешивания. Известны несколько видов перемешивания: • механическое; • циркуляционное; • барботажное. При выборе типа мешалки и ее параметров учитывают требования технологического процесса, свойства жидкости, наличие осадков, форму аппарата и другие факторы.
Псевдоожиженным слоем называют состояние двухфазной системы (твёрдые частицы + газ или жидкость), которое характеризуется перемещением твёрдых частиц друг относительно друга за счёт обмена энергией с каким-либо её источником. Это могут быть: силы тяжести, центробежные, электромагнитные и др. При создании псевдоожиженных слоев частиц зернистого материала, благодаря использованию сил тяжести, выделяют кипящие слои, фонтанирующие и слои, создаваемые отражёнными потоками. Кипящие слои. В корпусе установлена распределительная решётка, на которой расположен зернистый материал. Ожижающий агент (жидкость, газ) подаётся снизу через распределительную решётку, подхватывает зернистый материал и приводит его в псевдоожиженное состояние. Распределительная решётка во многом определяет качество псевдоожиженного слоя и теплотехнические характеристики теплообменного устройства в целом. Фонтанирующие слои создаются ожижающим потоком, в котором зернистый материал увлекается центральной струёй, уносящей его вверх, где он выпадает и сползает обратно вниз у стенок колонны, поддерживая интенсивную циркуляцию. Отсутствие распределительной решётки даёт возможность использовать фонтанирующие слои при работе на загрязнённой забортной воде. Однако им присуща значительная неравномерность слоя в горизонтальных сечениях. В связи с этим теплотехнические характеристики фонтанирующих слоев снижены по сравнению с кипящими слоями. Недостатком также являются и повышенные габариты фонтанирующего комплекса.
Процесс выпаривания заключается в удалении из раствора большей части растворителя и получении концентрированного раствора. Выпаривание следует вести так, чтобы при заданной производительности получить сгущенный раствор требуемой концентрации без потерь сухого вещества и при возможно меньшем расходе топлива. Процесс выпаривания осуществляют в аппаратах однократного действия (однокорпусный выпарной аппарат) или многократного действия (многокорпусный выпарной аппарат). В последнем случае расход топлива на выпаривание значительно снижается. Если температура поступающего раствора значительно ниже температуры кипения, то целесообразно его предварительно подогреть в отдельном теплообменнике, чтобы выпарной аппарат работал только как испаритель, а не выполнял частично роль подогревателя, так как в последнем случае коэффициент теплопередачи аппарата несколько снижается. Чем выше концентрация начального раствора, тем меньше расход тепла на его упаривание. Применяют в химической, сахарной и других отраслях промышленности. Для проведения процесса применяют выпарные аппараты, работающие под атмосферным и избыточным (до 0,6 МПа) давлением или разрежением (до 0,008 МПа). При работе под избыточным давлением повышается т-ра кипения р-ра, поэтому возможности данного способа ограничены св-вами р-ра и т-рой теплоносителя. Разрежение в выпарных аппаратах создается в результате конденсации вторичного пара в спец. конденсаторах, охлаждаемых водой или исходным р-ром, и удаления неконденсирующихся газов с помощью вакуум-насоса. Выпаривание в условиях разрежения позволяет снизить т-ру кипения р-ра; применяется для концентрирования термочувствит. р-ров. К конструкции выпарных аппаратов должны быть предъявлены следующие требования: - простота, компактность, надежность, технологичность изготовления, монтажа и ремонта; - стандартизация узлов и деталей; - соблюдение требуемого режима (температура, давление, время пребывания раствора в аппарате), получение полупродукта или продукта необходимого качества и требуемой концентрации, устойчивость в работе, по возможности более длительная работа аппарата между чистками при минимальных отложениях осадков на теплообменной поверхности, удобство обслуживания, регулирования и контроля за работой; - высокая интенсивность теплопередачи, малый вес и невысокая стоимость одного квадратного метра поверхности нагрева.
| 
