Машины и аппараты с импульсными энергетическими воздействиями на обрабатываемые вещества. Промтов М.А. - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ВСЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
ВОЗДЕЙСТВИЯХ НА ВЕЩЕСТВА, МОЖНО РАЗДЕЛИТЬ НА ЧЕТЫРЕ ИЕРАРХИЧЕСКИХ
УРОВНЯ [2]:
1) СОВОКУПНОСТЬ ЯВЛЕНИЙ НА АТОМАРНО-МОЛЕКУЛЯРНОМ УРОВНЕ; ЭФФЕК-
ТЫ В МАСШТАБЕ НАДМОЛЕКУЛЯРНЫХ ИЛИ ГЛОБУЛЯРНЫХ СТРУКТУР;
2) МНОЖЕСТВО ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ, СВЯЗАННЫХ С ДВИЖЕНИЕМ
ЕДИНИЧНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ, С УЧЕТОМ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
И ЯВЛЕНИЙ МЕЖФАЗНОГО ЭНЕРГО- И МАССОПЕРЕНОСА;
3) ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В АНСАМБЛЕ ВКЛЮЧЕНИЙ, ПЕРЕМЕЩАЮ-
ЩИХСЯ СТЕСНЕННЫМ ОБРАЗОМ В ПОТОКЕ ОСНОВНОЙ ФАЗЫ;
4) СОВОКУПНОСТЬ ПРОЦЕССОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ МАКРОГИДРОДИНАМИЧЕ-
СКУЮ ОБСТАНОВКУ В МАСШТАБЕ АППАРАТА.
При энергетическом воздействии на обрабатываемую среду протекают различные физико-
химические процессы, сопровождающиеся какими-либо эффектами. Результаты воздействия – это
эффекты, проявляющиеся в жидкости, газе, твердых телах или в гетерогенной смеси. При постоян-
стве условий, вида воздействия и свойств обрабатываемой среды проявляются одни и те же резуль-
таты воздействия.
1.2.2 Виды энергетических воздействий
Акустическое воздействие
Акустическое воздействие представляет собой распространение в обрабатываемой среде упругих или
квазиупругих колебаний [1]. Акустические колебания различают на инфразвуковые (частота f < 20 Гц), зву-
ковые (20 Гц ≤ f ≤ 20·10
3
Гц), ультразвуковые (20·10
3
Гц < f ≤ 20·10
8
Гц), гиперзвуковые (f > 20·10
8
Гц). Для
применения в промышленности наиболее часто используются колебания с частотами звукового и ульт-
развукового диапазонов.
В гидромеханических процессах акустические волны интенсифицируют такие процессы как: от-
стаивание, флотация, осаждение, диспергирование, эмульгирование, перемешивание, пеногашение, де-
газация. В тепловых процессах – нагревание, охлаждение, выпаривание, испарение, горение. В массо-
обменных процессах – кристаллизацию, сушку, растворение, набухание, абсорбцию, адсорбцию, экс-
тракцию, выщелачивание. В механических процессах – экструдирование, литье, формование, дисперги-
рование [20].
В зависимости от заложенного в принцип работы физического эффекта, различают следующие виды
акустических излучателей: пьезоэлектрические, магнитострикционные, электродинамические, гид-
родинамические [1, 20 – 27].
Акустическое воздействие вызывает такие физико-химические эффекты как:
1) акустические волны – периодическое изменение давления в каждой точке жидкости;
2) акустическая турбулентность – пульсации скорости и давления жидкости при ее течении за
счет акустического давления;
3) кавитация – разрыв сплошности жидкости под действием растягивающих напряжений, приво-
дящих к образованию пузырьков, наполненных газом и паром;
4) кумулятивный эффект – усиленное в определенном направлении импульсное динамическое воз-
действие, например, схлопывание кавитационного пузырька с выбросом в определенном направлении
микроструйки жидкости;
5) звукохимические реакции – химические превращения вещества под действием акустического поля
(сонолиз);
6) резонанс – возрастание амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты вынужден-
ных колебаний с собственной частотой колебательной системы.
При акустическом воздействии происходит инициирование других воздействий – механического,
теплового, химического.

Страницы