4. Heterogén rendszerek szétválasztása



Hasonló dokumentumok
Fizikai módszereken alapuló levegőkezelési technikák

Folyadékok és gázok áramlása

Folyadékok és gázok áramlása

Hidrosztatika, Hidrodinamika

Folyadékok áramlása Folyadékok. Folyadékok mechanikája. Pascal törvénye

Az ülepedés folyamata, hatékonysága

Az úszás biomechanikája

Hidrosztatika. Folyadékok fizikai tulajdonságai

Hidraulika. 1.előadás A hidraulika alapjai. Szilágyi Attila, NYE, 2018.

v og v FOLLYADÉK c. A hőmérséklet hatása az ülepedési sebességre: Ülepítés Az ülepedési sebesség: ( részletesen; lásd: Műv.-I. ) t FOLY => η FOLY

Folyadékáramlás. Orvosi biofizika (szerk. Damjanovich Sándor, Fidy Judit, Szöllősi János) Medicina Könyvkiadó, Budapest, 2006

NYOMÁS ÉS NYOMÁSKÜLÖNBSÉG MÉRÉS. Mérési feladatok

A keverés fogalma és csoportosítása

Szent István Egyetem FIZIKA. Folyadékok fizikája (Hidrodinamika) Dr. Seres István

Modern Fizika Labor. 2. Elemi töltés meghatározása

HIDROSZTATIKA, HIDRODINAMIKA

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék HALLGATÓI SEGÉDLET

Mérés: Millikan olajcsepp-kísérlete

1. feladat Összesen 5 pont. 2. feladat Összesen 19 pont

Folyadékok és gázok mechanikája

F. F, <I> F,, F, <I> F,, F, <J> F F, <I> F,,

Az extrakció. Az extrakció oldószerszükségletének meghatározása

1. feladat Összesen 21 pont

Fűtési rendszerek hidraulikai méretezése. Baumann Mihály adjunktus Lenkovics László tanársegéd PTE MIK Gépészmérnök Tanszék

2.GYAKORLAT (4. oktatási hét) PÉLDA

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

Áramlástan feladatgyűjtemény. 3. gyakorlat Hidrosztatika, kontinuitás

Szakmai fizika Gázos feladatok

Ventilátor (Ve) [ ] 4 ahol Q: a térfogatáram [ m3. Nyomásszám:

Művelettan 3 fejezete

2. mérés Áramlási veszteségek mérése

A nyomás. IV. fejezet Összefoglalás

TÉRFOGATÁRAM MÉRÉSE. Mérési feladatok

Ellenáramú hőcserélő

3. Gyakorlat Áramlástani feladatok és megoldásuk

LEVEGŐTISZTASÁG-VÉDELEM

1. feladat Összesen 17 pont

Környezettechnika 2015

Mechanika IV.: Hidrosztatika és hidrodinamika. Vizsgatétel. Folyadékok fizikája. Folyadékok alaptulajdonságai

Folyadékok és gázok mechanikája

9. Laboratóriumi gyakorlat NYOMÁSÉRZÉKELŐK

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

MUNKAANYAG. Szabó László. Hogyan kell U csöves manométerrel nyomást mérni? A követelménymodul megnevezése: Fluidumszállítás

Elektromos áram. Vezetési jelenségek

ROTAMÉTER VIZSGÁLATA. 1. Bevezetés

Elektromos ellenállás, az áram hatásai, teljesítmény

Lendület. Lendület (impulzus): A test tömegének és sebességének szorzata. vektormennyiség: iránya a sebesség vektor iránya.

Tárgyszavak: kapilláris, telítéses porometria; pórustérfogat-mérés; szűrés; átáramlásmérés.

PONTSZÁM:S50p / p = 0. Név:. NEPTUN kód: ÜLŐHELY sorszám

Elektromosság, áram, feszültség

3. Mérőeszközök és segédberendezések

1. feladat Összesen 8 pont. 2. feladat Összesen 18 pont

Nyomástartóedény-gépész Kőolaj- és vegyipari géprendszer üzemeltetője

Kollár Veronika A biofizika fizikai alapjai

FIZIKA II. 2. ZÁRTHELYI DOLGOZAT A MŰSZAKI INFORMATIKA SZAK

VIZSGA ÍRÁSBELI FELADATSOR

TABLETTÁK ÉS KAPSZULÁK SZÉTESÉSE

Tájékoztató. Értékelés Összesen: 60 pont

Nyomás. Az az erő, amelyikkel az egyik test, tárgy nyomja a másikat, nyomóerőnek nevezzük. Jele: F ny

KÖRNYEZETVÉDELMI- VÍZGAZDÁLKODÁSI ALAPISMERETEK

VIZSGA ÍRÁSBELI FELADATSOR

TestLine - Fizika 7. évfolyam folyadékok, gázok nyomása Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. évfolyam folyadékok, gázok nyomása Minta feladatsor

Propeller és axiális keverő működési elve

Kirchhoff 2. törvénye (huroktörvény) szerint az áramkörben levő elektromotoros erők. E i = U j (3.1)

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

Környezetvédelmi

Nyomástartóedény-gépész Kőolaj- és vegyipari géprendszer üzemeltetője

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Reológia Mérési technikák

W = F s A munka származtatott, előjeles skalármennyiség.

Hidraulika II. Hordalék: a felszíni vizekben a vízzel együtt (de nem feltétlen azonos sebességgel) mozgó szilárd anyagok gyűjtőneve

Elektromos áram, egyenáram

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

5. gy. VIZES OLDATOK VISZKOZITÁSÁNAK MÉRÉSE OSTWALD-FENSKE-FÉLE VISZKOZIMÉTERREL

Felületi feszültség: cseppfolyós-gáz határfelületen a vonzerő kiegyensúlyozatlan: rugalmas hártyaként viselkedik.

Lemezeshőcserélő mérés

Speciális relativitás

Áramlástechnikai mérések

KS-502-VS ELŐNYPONTOK

Mechanika. Kinematika

58. ročník Fyzikálnej olympiády v školskom roku 2016/2017 Okresné kolo kategórie F Texty úloh v maďarskom jazyku

1.1 Hasonlítsa össze a valós ill. ideális folyadékokat legfontosabb sajátosságaik alapján!

Newton törvények, lendület, sűrűség

KÖZEG. dv dt. q v. dm q m. = dt GÁZOK, GŐZÖK ÉS FOLYADÉKOK ÁRAMLÓ MENNYISÉGÉNEK MÉRÉSE MÉRNI LEHET:

Szűrés. Gyógyszertechnológiai alapműveletek. Pécsi Tudományegyetem Gyógyszertechnológia és Biofarmáciai Intézet

1. feladat Összesen 25 pont

ÁRAMLÁSTAN MFKGT600443

Vezetők elektrosztatikus térben

Ellenörző számítások. Kazánok és Tüzelőberendezések

A gáz halmazállapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

Egyenáram tesztek. 3. Melyik mértékegység meghatározása nem helyes? a) V = J/s b) F = C/V c) A = C/s d) = V/A

Hatvani István fizikaverseny Döntő. 1. kategória

Tájékoztató. Használható segédeszköz: számológép. Értékelési skála:

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

FIZIKA. Folyadékok fizikája (Hidrodinamika) Dr. Seres István

Gyakorlat 30B-14. a F L = e E + ( e)v B képlet, a gravitációs erőt a (2.1) G = m e g (2.2)

Elméleti kérdések 11. osztály érettségire el ı készít ı csoport

FOLYADÉK BELSŐ SÚRLÓDÁSÁNAK MÉRÉSE

Átírás:

Heterogén renderek étválatása 4. Heterogén renderek étválatása A diperz, heterogén render, mint tudjuk egy elotott (diperzióban lévő - d) és egy folytonos (continuum - c) fázis keveréke. A fázisok halmazállapotától függően ezek a renderek különböző néven ismeretesek. Ezekről nyújt bepillantást az 4.1 táblázat. 4.1. táblázat. Szilárd-gáz-folyadék diperz renderek. Elotott Folytonos, külső fázis fázis Szilárd Cseppfolyós Gáz Szilárd Porkeverék Híg-upenzió Tömény-zagy Portartalmú gáz Füst Cseppfolyós Pata Pép Emulzió Köd Permet Gél Gáz Xerogél/spongya/habkő Hab - Ilyen renderek étválatására különböző hidrodinamikai és mechanikai módereket alkalmazunk. Például a ilárd-uidumot tartalmazó keverékek étválatását a következő műveletekkel valósíthatjuk meg: - Ülepítés; - Szűrés; - Centrifugálás; - Ultraűrés, membránűrés, stb. Míg az ülepítők a gravitációs erőt, a űrők a nyomáskülönbséget, a centrifugák a centrifugális térerőt hanálják a étválatásra. A étválatás célja lehet a tita uidum vagy a diperzióban lévő közeg kinyerése. Az ülepítő berendezésekben kapott ilárd fázis folyadéktartalma nagy, a űréskor kapott lepénnyé kisebb, míg a centrifuga által termelt ilárd fázisé nem haladja meg a - 5% ot. A étválatás hatásfokát (a kivált ilárd fázist tartalmazó anyag ilárd - 38 -

Műveletek a kémiai és biokémiai folyamatokban fázistartalma) elemezve, megállapítható, hogy a legnagyobb étválatási fokot a centrifuga biztosítja, míg a legkisebbet az ülepítés. 4.1. Az ülepítés és berendezései Nagyon sok ipari és környezetvédelmi berendezésben a heterogén renderek étválatására ülepítőket alkalmaznak. Itt a gravitáció hatására a sűrűbb közeg kiválik az elegyből s a keletkezett folyadékáram titább le. Mint ismeretes, a uidumban gáz vagy folyadék w sebességgel mozgó test és a uidum között egy ellenállási erő lép fel, amelyet a közegellenállási törvénnyel fejezünk ki. Ez erint az ellenállási erő arányos a normálfelülettel és a uidum kinetikai energiájával: w Fe CD A (4.1) ahol: F e - a közegellenállási erő, N, A- a körüláramlott testnek a mozgás irányára merőleges felülete, m, w- az átlagsebesség, m/s, - a uidum sűrűsége, kg/m 3, C D - a közegellenállási tényező. Átrendezve az ösefüggést, felírható: Fe p C A D w, ahonnan p w különböző testek alaktényező értékeit. - 39 - C Eu D (4.) A közegellenállási tényezőt is a Re-ám függvényében tudjuk meghatározni. Éspedig, kis Re-ám esetén (Re<1), a Stokes tartományban, a közegellenállási tényező értéke: C 4/ Re. (4.3) D Nagyobb Re-ám esetén (1<Re<800) a közegellenállási tényezőt az Allen vagy a Bohnet képletével ámítjuk ki: 18,5 1 Allen képlete: C D (4.4) Bohnet képlete: C 0, 6 D (4.5) 0, 5 Re Re Még nagyobb Re-ám esetén Re>800 a közegellenállási tényező értéke 0,44. A gömbtől eltérő alakú testeknél figyelembe kell venni az alaktényezőt is (a gömbhöz vionyított alaktényező nem más, mint az ugyanolyan térfogatú gömb felülete és a test felületének aránya). Így a közegellenállási tényező értékét nem csak a Re-ám hanem a alaktényező is befolyásolja. A 4.. táblázat tartalmazza

Heterogén renderek étválatása 4.. táblázat. Különböző geometrialak abályos testek gömbhöz vionyított alaktényezője. A test megnevezése A test megnevezése Henger H/d=1 H/D=10 H/D=0,1 0,8738 0,579 0,4706 Kocka 0,806 Négyzet alapú prizma L/a=0,1 L/a=10 0,434 0,5346 4.1.1. Szupenziók étválatása ülepítéssel Vizsgáljuk most meg egy nyugvó folyadékban ülepedő gömb alakú réecske mozgását. A d átmérőjű réecskére a tömegerő (F m ), vagyis a súlyerő és a felhajtó erő különbsége, hat: F m F F s A 3 d R V g V g ( R ) g (4.6) 6 Ha a réecske mozogni kezd, kezdetben a mozgási sebessége nő s idővel ezt a mozgást ellensúlyozza a közegellenállási erő (F e ) és a lokális impulzusváltozás nulla le, és a réecske eléri az ülepedési sebességet: F e F d d 3 R m vagyis C D w g w0 4 6 Lamináris tartományban: d 6 4 d g ( R ) Re 4 4 d d w 4 R 4 3 w w Innen pedig: R w0 18 g d Átmeneti tartományban: 0,714 R 0,714 1, 143 w0 0, 15 g d 0,44 Turbulens tartományban: d g 3C D (4.7) (4.8) (4.9) (4.10) - 40 -

Műveletek a kémiai és biokémiai folyamatokban R w0 1,74 g d (4.11) A ilárd testek ülepedése, függ, úgy a folytonos közeg, mint a benne mozgó test makrokopikus tulajdonságaitól (méret, alak, sűrűség, stb.) A lamináris, vagy más néven Stokes tartományban, ahol az Archiméde kritérium kisebb mint 3,6 (18), ha a uidum sűrűsége elenyéő (például gázok esetén), akkor a sűrűségkülönbség egyenlő a ilárd anyag sűrűségével, s így az ülepedési sebességet a következő ösefüggés írja le: w ü d p 18 g, m/s (4.1) ahol: d - a gömb alakú réecske mérete, m, p - 41 - - a ilárd közeg sűrűsége, kg/m 3, - a uidum dinamikai vikozitása, Pa. s, g- a gravitációs gyorsulás, m/s. Általában, a mozdulatlan, végtelen kiterjedésű közegben (, alakú test (, d p ) mozgó gömb ) ülepedését kriteriális alakban az Archiméde, Reynolds vagy a Liascsenko ámok segítségével írhatjuk le. A három kritériumot a következő ösefüggések írják le: w d p Re (4.13) Ar 3 Re p Ga Ga Fr Re Ly Ar 3 Re Fr 3 Re Re Fr d g 3 w g (4.14) (4.15) A Re-ám és az Ar-ám közötti ösefüggés az áramlás jellegétől függ (lásd a 4.3. táblázatot), éspedig lehet lamináris, átmeneti és turbulens. A három kritérium közötti ösefüggés grafikus ábrázolását a 4.1 ábra tartalmazza. Az ábra segítségével meghatározható, az ülepedés jellegétől függetlenül az ülepedési sebesség. Egy d átmérőjű réecske esetében, előör kiámítjuk az Ar ámot, majd ennek segítségével a test alakját figyelembe véve, meghatározzuk a Re vagy a Ly ámot, melyekből, végül kiámítjuk az ülepedési sebességet.

Heterogén renderek étválatása 4.3. táblázat. A Re-ám és az Ar-ám közötti ösefüggések különböző áramlások esetén. Az áramlás jellege Re=f(Ar) Az Ar-ám intervalluma Lamináris Re Ar / 18 Ar<18 Átmeneti Re Ar /13,9 5 / 7 18<Ar<84000 Turbulens Re 1,73 Ar Ar>84000 4.1. ábra. A Re-ám, Ly-ám és az Ar-ám közötti ösefüggések különböző alakú réecskék esetén. 1 és 6- gömb, - kerekített, 3-ögletes, 4-hosukás, 5-lemezes [Pavlov ]. - 4 -

Műveletek a kémiai és biokémiai folyamatokban w w u Ha ismert a Re-ám Re, m/s (4.16) d p Ha a Ly-ám ismert, akkor: Ly u 3 g, m/s (4.17) Ha a réecske nem gömb alakú, akkor az egyenértékű átmérővel dolgozunk, vagyis az olyan gömb átmérőjével melynek térfogata megegyezik a réecske térfogatával. d e 6V M 3 1, 43, m (4.18) Abban az esetben, ha ismert az ülepedési sebesség, akkor előör kiámítjuk a Ly-ámot, azután a 4.1-es ábra segítségével meghatározzuk az Ar-ámot, majd a végén, kiámítjuk a réecske átmérőjét vagy az egyenértékű átmérőjét: d e vagy d 3 Ar, m (4.19) g Az ülepítő berendezések ülepítő felületét a (4.0)-as ösefüggéssel ámoljuk: V A, m (4.0) ahol: w u V - a kéülék / ülepítő felületével párhuzamosan áramló uidum térfogatárama, m 3 /s, wü - ülepedő réecske sebessége, m/s. A híg heterogén rendereknél az ülepedő réecskék kevésbé befolyásolják egymást, de a koncentrált rendereknél a tényleges ülepedési sebesség koncentrációfüggő. Ilyenkor a legjobb a sebesség gyakorlati meghatározása. Ha erre nincs lehetőség, akkor a tényleges sebességet az egyedül ülepedő réecske sebességének felével veik egyenlővé. A folyamatosan üzemelő ülepítő berendezések esetében, az ülepedési felület meghatározására a következő ösefüggések egyikét hanáljuk: X M 1 X A w u 0 v,m vagy A X V 1 X w 0 v - 43 -,m (4.1)

Heterogén renderek étválatása ahol: M - a kezdeti upenzió tömegárama, kg/s, folyadékának térfogatárama, m 3 /s, koncentrációja, kg/kg, V X V - a kezdeti upenzió 0 X - a kezdeti upenzió ilárd fázis - az iap ilárd fázis koncentrációja, kg/kg, w - az ülepedési sebesség, m/s, - uidum sűrűsége, kg/m 3. Igazából véve, az ülepedési törvények csak a abályos egyedi emcse ülepedését írják le. Ha a renderben több réecske van, s a valóságban mindég ez az eset áll fenn, akkor ezek egymás mozgását gátolják. Tehát, a abad ülepedés helyett inkább a gátolt ülepedést kell hanálni. Ilyen esetben az ülepítők ámításnál a mért ülepedési sebességet hanálunk, főleg, ha a emcsék eltérnek a gömbformától, s nagy a upenzió koncentrációja. a) b) 4.. ábra. Ülepedési görbék: a-kritikus idő meghatározása, b- sűrítési idő meghatározása. Az ülepítési görbe segítségével meghatározható, úgy a tita emcsenélküli folyadék és a upenzió határfelületének az időbeli változása, mint az un. kritikus idő (lásd a 4.a ábrát), vagyis az a pillanat, amikor az öses ilárd réecske a sűrítő zónába került. Igaz, hogy a akaos mérési eredmények nem igen hanálhatók a folytonos ülepítők tervezésére, hi ilyenkor nem a kritikus idő ükséges, hanem azon időtartam, ami alatt a upenzió eléri a kívánt töménységet. Ezen érték meghatározásra egy újabb mérést oktak elvégezni, amikor egy olyan upenzió ülepítését tanulmányozzak, melynek indulási töménysége megegyezik az előbbi esetben mért kritikus töménységgel. A kritikus töménységű upenzió ülepedését követve, vagyis mérve az egyre jobban - 44 -

Műveletek a kémiai és biokémiai folyamatokban sűrűsödő upenzió magasságát, megfigyelhető, hogy a sebesség értéke idővel csökken (lásd a 4.b. ábrát), vagyis felírható az alábbi ösefüggés: dh k( H H d ) (4.) ahol: H- a időben mért upenzió magasság, m, H - végtelen időben mért upenzió magasság, m. Integrálva az egyenletet, az alábbi ösefüggést kapjuk: H H ln k (4.3) H H k ahol: a H k a kritikus időnek megfelelő magasság. 4.1.. Ülepítők Az ülepítők lehetnek akaos vagy folytonos működésűek. Leginkább a folytonos működésűeket hanálják, úgy az iparban, mint a ennyvíztitításban. Ezekre jellemző a nagyobb hozam és konstans minőség, úgy a titított uidum, mint a ilárdfázis koncentráció empontjából. Az egyik legismertebb folytonos sűrítőkád a Dorr típusú kád. Ez, hengeres nagy átmérőjű tartály, melyben radiálisan mozgó terelőlapátok vannak felerelve. Ezek segítségével a sűrített zagy az alsó ürítőnyíláshoz állítják, ahonnan folytonosan, vagy időközönként kivezetik. Az ilyen derítő átmérője elérheti a 00 m is, terelőjének fordulatáma 0,0 ford/min. Sok esetben, főleg a nagyátmérőjű kádak esetén, a terelést a kád peremén körbemozgó kocsihoz erősített 4.3. ábra. A folytonos üzemű ülepítőben kialakult zónák. - 45 -

Heterogén renderek étválatása karokkal végzik. Mint a 4.3. ábra is mutatja a upenzió adagolás központi, ugyanúgy az iapelvonás is. A kádban kialakul négy zóna, éspedig a titafolyadék zónája, a derítő-ülepítő zóna, a felső és az alsó sűrítőzóna. Ezek a zónák magassága függ a folyadék és a ilárdanyag minőségétől és a belső hőmérséklet elolástól. A beragadás megelőzésére a terelők leállásakor ükséges ezeket kiemelni a sűrítési zónából. 4.4. ábra. Ferde, hullámos lapú ülepítő[fonyó-fábry]. 4.5. ábra. Florenci edény[fonyó- Fábry]. Kistöménységű upenziók esetén, mikor a folyadék titasága a cél, az átáramlásos derítőket hanálják. Ilyen például a víztitító ülepítő - derítő. Ez egy betonból kéült kád, melynek a beáramló felében található az iapgyűjtő árok. Ide terelik periodikusan az iapot, mely innen a csatornarenderen keretül távozik. Az iap derítésére ferdelapos ülepítőt hanálnak. A ferde lapok közötti réteg alján a emcsék ülepedés következtében megnő a zagysűrűség. Így a sűrűbb zagy lefelé, míg a tita folyadék felfelé áramlik. A folyadék-folyadék emulziók étválatására is ferdelapos ülepítőt hanálunk. Ilyen a 4.4. ábrán bemutatott, Buchs cég ülepítője. Itt, az olaj, a könnyűfázis felfelé áramlik, míg a nehéz fázis, a víz lefelé, és az olajintje alatti túlfolyón le kivezetve a kádból. Egy nagyon egyerű erkezetű emulzió étválató a Florenci edény. Mint ahogy a 4.5 ábra is mutatja, az egymással nem elegyedő nehéz ( ) és könnyű ( k ) folyadékot elválatására, a keveréket valamivel alacsonyabb inten vezetik be, mint a fázis határint, melyet a következő ösefüggés ír le: - 46 - n

Műveletek a kémiai és biokémiai folyamatokban y n y3 n ( y1 y3 ) (4.4) k A keletkezett könnyű fázis az edény felső, míg a nehéz fázis az edény alsó felén le kivezetve. Sokor alkalmazzák az ülepedési sebességet ilárd fázisok emcseméret erinti étválatására, vagy sűrűségerinti fajtázására. Erre a célra a legalkalmasabbak az áramkéülékek. Egy ilyen típusú áramkéüléket mutat be a 4.6. ábra. Newton képlete erint, két különböző átmérőjű réecskék együtt ülepednek, ha 4.6. ábra. Csúcskádas áramkéülék [Fonyó- Fábry]. teljesül az alábbi ösefüggés: d d ( 1 (4.5) ) 1 1 1 Híg upenzió esetén, ha Stokes tartományban vagyunk, akkor az együttülepedésre felírható: d ( 1) d (4.6) 1 1 1 Az áramkéülékek alkalmazhatók úgy az érckitermelésnél (dúsítók), mint a éntitításnál- mosásnál és az élelmier-ipari nyersanyag feldolgozásnál. 4.1.3. Porleválatás ülepítési móderrel Nagyon sok esetben a gázok portalanítása megoldható az un. porkamrák beiktatásával. A nagyobb térfogatú ülepítő kamra hatására a gáz sebessége annyira lecsökken, hogy már nem képes magával ragadni az öses poremcséket. Terméetesen, 4.7. ábra. Porülepítő kamra vázlata [Fonyó-Fábry]. - 47 - a kamrában áramló gáznak még van annyi kinetikai energiája, hogy a kisebb emcséket magával vii. Így

Heterogén renderek étválatása a porkamrák csak a por egy bizonyos réét képesek leválatani. Mint, ahogy a 4.7.-es ábra is mutatja, a belépő gáz portartalma a C o értékről a végső C 1 értékre esik. Az L hosúságú kamrán a w H sebességgel átáramló gáz t időt tartózkodik a kamrában, ahol L t (4.7) w H Ahhoz, hogy a réecske ebben az időben leülepedjék, ükséges, hogy a tartózkodási idő és az ülepedési idő megegyezzen, vagyis: L H H t tu wa wh (4.8) w w L H A A lamináris, Stokes tartományban, w A sebességgel ülepedő réecske mérete tehát: H 18w 18w H A d L (4.9) ( ) g ( ) g p g p g Mint látható, a határátmérő értéke nő a kamra magasságával és csökken ennek a hosával. A kamra portalanítási fokát a következő ösefüggés írja le: L wa Globalis (4.30) H w Egy levegőtitítására hanált porkamrát mutat be a 4.8. ábra. 4.1.4. Nedves gáztitítók és cseppfogók Sok esetben a ilárd réecskék leválatásának hatásfokát gázmosóval növelik, mikor is poros gázt folyadékolopba, vagy folyadék áramlatba vezetik, a por a folyadékfázisba kerül, míg a gáz, különböző H 4.8. ábra. Howard típusú porkamra vázlata: 1- lemezek, -6- abályzó tolattyú, 3-elotócsazorna, 4-gyűjtőcsatorna, 5-kivezető csatorna, 7- titítónyílás [Fonyó-Fábry]. mértékben telítődik folyadékcseppekkel. A nedves gáztitítók egyik jól bevált képviselőjét a 4.9. ábrán mutatjuk be. Mint látható, a kéülék három réből áll, - 48 -

Műveletek a kémiai és biokémiai folyamatokban egy alsó és egy felső titítókamrából, meg egy gázűrőből. A gáz a felsőkamra víz intje alá van tangenciálisan bevezetve. Így a folyadékot egy örvénylő mozgásra kényeríti, ami elősegíti a ilárdréecskék kiválását és az alsó kamra felé való állítását (a ferde tölcsérhatására megnő az ülepedési sebesség). A kilépő gáz nedvesség és portartamának a csökkentésére olgál a felső gyűrűkkel töltött űrőtest. 4.9. ábra. Gázmosó kéülék: 1- alsó kamra, - felső kamra, 3- portartamú gáz bevezetésére olgáló csonk, 4- űrő, 5-folyadék bevezetés, 6- iaplecsapolás. - 49-4.10. ábra. Venturi gázmosó [Fonyó-Fábry]. Nagyobb térfogatáram hatásosabb titításra olgál a 4.10 ábrán bemutatott Venturi csöves titító. Itt, a bevezetett poros gáz kb. 50-150 m/s sebességre gyorsul fel. A űkebb réen a Venturi fúvókán vezetik be a folyadékot, mely a diffúzorban csepp alakjában elegyedik a poros gázzal. Itt a por réecskék a folyadékcseppekre tapadnak s az alsó kamrában kiválnak a gázból, upenzió formájában. A titított gázt a folyadékintje fölé emelkedő csonkon vezetik ki a kéülékből. A Venturi gázmosó hatásfoka nagy (96-98 %), határ emcsemérete kicsi (0,1-0,4 m), míg vízükséglete 0,5-5 l/m 3 gáz körül mozog.

Heterogén renderek étválatása 4.1.5. Elektrotatikus erő hatására való por és csepp leválatás Nagyon kisméretű poremcsék vagy cseppek esetében a korona effektus hatására felépítetett leválatókat, más néven elektromos-űrőket, hanálnak. Az első elektrotatikus portalanítót Frederik Cotrell építette 1908-ban. A titítóhatás a nagyfeültségű áram hatásra kialakult elektrotatikus térnek tulajdonítjuk. A nagyfeültségű egyenáram negatív pólusát az ionizáló elektródra, a pozitív pólust porgyűjtő elektródra kapcsolják. Mindkét elektródát földelik. A feültség hatására keletkezett térben a gázionok felgyorsulnak és ütköznek a semleges gázmolekulákkal. Az ütközéshatásra újabb abad elektronok és gázionok keletkeznek. A negatív töltésű ionok a pozitív elektróda, míg a pozitív töltésű ionok a negatív elektróda felé mozognak. A poremcsék, melyek túlnyomó rében negatív töltésre tenek ert, a pozitív elektróda felé mozognak. Itt leadják töltésüket és lerakodnak az elektródra. A földelt elektródra kicsapódott por magától is lehull, de jobb eltávolítás végett kikapcsolják az áramot és rázzák, kopogtatják a porgyűjtő elektródákat. A porleválatást lehet áraz 4.1. ábra. Cseppleválatás irányváltoztatás útján: a-hajlított lemezes, b- egyenes lemezes. renderben, vagy nedves renderben megvalósítani. A áraz renderekben függőleges lemezek közé helyezik a negatív elektródákat, míg a nedves rendereknél párhuzamos függőleges csőrendert alakítanak ki, melyeknek tengelyében van beépítve az ellenkező töltésű elektróda. Az - 50-4.11. ábra. Elektrotatikus portalanító [Fonyó-Fábri után]: 1-egyenirányitó, -pozitiv porgyűjtő elektróda, 3-negativ, ionizáló elektróda, 4-igetelés, 5-gázbevezetés, 6- titított gáz kivezetése, 7- poreltávolítás.

Műveletek a kémiai és biokémiai folyamatokban ionizáló elektródokat acélból kéítik és nehezékkel feítik ki. Mint a gyakorlatból ismeretes, az elektrotatikus leválatók hatásfoka magas (99,9%), határ emcseméretük alacsony (0,1 mikron), nyomásveteségük csekély (kisebb, mint 100 Pa), energia ükségletük pedig kicsi (0,08-0,5 Wh/m 3 ), ellenben a beruházási költségük rendkívül nagy. Ha a gáz csak folyadék cseppekkel van telítve, akkor ezek leválatására cseppfogókat építenek a renderbe. Ilyenkor különböző sebesség csökkentés (méretnövelés) vagy ütközés (hirtelen irányváltoztatás) elvére alapuló berendezéseket alkalmaznak. Ilyen cseppfogók egyeri irány-eltérítésen, vagy többörös irányeltérítésen alapulnak. Ez utóbbit mutat be a 4.1. ábra. - 51 -