Классификация гетерогенных систем

Существует два вида систем:

Гомогенная - состоящая из одной фазы, т.е. газовой, жидкой или газообразной (химические и физические свойства одинаковы). Может быть многокомпонентной. Двухкомпонентные смеси называются бинарными.

Гетерогенная - состоит из двух и более фаз, т.е. из фазы, преобладающей в системе по количеству (дисперсионная среда), и фазы, содержащейся в системе в меньшем количестве (дисперсная среда).

Двухфазные системы могут быть следующих типов:

Г + Ж (газ + жидкость) - аэрозоли, туман, пена - образуются на поверхности жидкости пузырями газа, всплывшими в жидкости.

Ж + Г - пена или барботаш - образуется под действием архимедовой силы.

Г + Т - пыли, дымы, мелкие твердые частицы размером 0,30-70 мкм.

Ж + Т - суспензии (грубые > 100 мкм, тонкие - 0,50-100 мкм, мути < 0,50 мкм, коллоидные растворы - размеры молекул).

Грубые - молотый кофе

Тонкие - масляная краска

Мути - чернила

Коллоидный раствор - раствор желатина

Ж + Ж - эмульсии, состоящие из дисперсной жидкой системы и капелек жидкости, нерастворимых друг в друге. Обладают качеством инверсии или обращения фаз.

Гидромеханические процессы

1.Основы гидравлики

Все гидромеханические процессы основаны на использовании законов гидравлики.

Гидравлика - наука, изучающая законы равновесия и движения жидкостей и газов и разрабатывающая методы практического применения этих законов в технике. Гидравлика делится на гидростатику и гидродинамику. Гидростатика описывает законы равновесия жидкостей, гидродинамика изучает законы движения жидкостей.

2. Классификация жидкостей и газов.

В зависимости от поведения жидкостей и газов под действием давлений и касательных напряжений принята следующая классификация:

1). Капельные (несжимаемые жидкости), которые не изменяют свой объем с увеличением давления (вода, масла, эмульсии, суспензии).

2). Упругие (сжимаемые) - газы, изменяют свой объем при увеличении давления и уменьшением температуры. Это видно из уравнения состояния идеального газа Менделеева - Клапейрона:

P*V = (m/M)*RT

В зависимости от поведения при движении все жидкости разделяются на три класса: идеальные, вязкие, неньютоновские.

Идеальные - у которых при движении не возникают силы внутреннего трения, т.е. отсутствует касательное напряжение. Это позволяет упрощать законы движения жидкостей.

Силы, действующие в жидкостях

Чтобы установить характер сил действующих в жидкостях выделим в ней объём V. На этот V будут действовать 2 рода сил: массовые и поверхностные.

Массовые - силы действующие на каждую частичку данного объёма жидкости, т.е. на единицу объёма массы жидкости. К ним относятся:

сила тяжести G = mg (H)

сила инерции F = ma (H)

ц

Поверхностные силы – силы действующие на данную поверхность со стороны окружающей ее жидкости.

Поверхностные силы имеют две составляющие – нормальная Р и касательную Т.

Гидравлическим давлением или просто давлением в жидкости называется нормальная сила Р отнесенная к единице площади поверхности F, на которую она

ентробежная сила F_Ц = mC_Ц (Н)

F_Ц = mω²r

P

T

F

G

действует:

Р = Р/F, (Н/м²)

Давление в СИ (Па), 1Па = Н/м²

На практике применяется другая система - техническая атмосфера:

1 атм = 9,81 * 10⁴ Па = 375 мм рт.ст. = 10⁴ мм.вод.ст.

Давление в данной точке жидкости называется полным или абсолютным. Различают избыточное давление и разряжение (вакуум)

Р_изб.= Р_абс.- Р_атм.

Р_вак.= Р_атм.- Р_абс.

Отношение касательной атмосферы к единице площади называется касательным напряжением.

τ = Т/F, (Н/м²) (при движении жидкости).