Поверхностное натяжение и смачивание поверхностей. Капиллярный эффект. Расчет высоты поднятия жидкости в капилляре.
Классификация и закономерности протекания основных процессов пищевой технологии. Движущие силы и способы интенсификации процессов.
Клас-я основных пр-ов хим-ой технологии м.б. проведена на основе различных признаков. В зависимости от основных законов, определяющий скорость процессов, различают:
1)Гидромеханические пр-сы – скорость их определяется законами гидродинамики – науки о движении жидкостей и газов. К этим пр-ас относятся перемещение жидк-ей, сжатие и перемещение газов, отстаивание, центрифугтрование, фильтрование и перемешивание.
2)Тепловые про-сы – скорость их определ-ся законами теплопередачи – науки о способах распределения тепла. Такими пр-ми явл-ся нагревание, охлаждение, выпаривание и конденсация паров.
3)Массообменные (диффузионные) пр-сы характеризующиеся переносом одного или нескольких компонентов исходной смеси из одной фазы в другую через поверхность раздела фаз. К этим пр-ам относят абсорбцию, перегонку (ректификацию), экстракцию из растворов, растворение и экстракция из пористых твердых тел, кристаллизация, адсорбция, сушка.
4)Химические (реакционные) процессы – скорость у них опред-ся законами химической кинетики.
5)Механические процессы – описываемые законами механики твердых тел. К ним пр-ам относятся измельчение, транспортирование, сортировка (классификация) и смешение твердых частиц.
Плотность, насыпная плотность, вязкость и поверхностное, натяжение пищевых продуктов.
|
|
|
Плотность –масса единицы объема жидкости. 
, кг/м3
Насыпная плотность -масса единицы объема материала с порами и пустотами.
Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление усилиям, вызывающим относительное перемещение ее частиц.
Поверхностное натяжение – работа, требуемая для образования единицы новой поверхности. σ – н/м. Поверхностное натяжение можно также рассматривать как силу, действующую на единицу длины поверхности раздела жидкости и соприкасающейся с ней среды. В ряде про-в капельная жидкость при движении соприкасается с газом или паром или другой капельной жидкостью, практически не смешивающейся с первой. Поверхность раздела между фазами стремится к минимуму под действием поверхностных сил. Соответственно капли, взвешенные в газе или другой жид-и принимают форму близкую к шарообразной. Это объясняется тем, что мол-лы жид-и внутри ее объема испытывают примерно одинаковое воздействие соседних молекул, в то время как мол-лы, находящиеся непосредственно у поверхности раздела фаз, притягиваются мол-ми внутренних слоев жидкости сильнее, чем мол-ми окруж. среды и возникает давление, направенное внутрь жидкости, которое стремится уменьшить поверхность до минимума.
|
|
|
Закон внутреннего трения Ньютона. Ньютоновские и неньютоновские жидкости, их законы трения.
Вязкость – свойство жидкостей и газов оказывать сопротивление взаимному смещению слоёв друг относительно друга. Это свойство присуще только подвижным средам и проявляется при их движении.
Закон внутреннего трения Ньютона: 
Где 
– градиент скорости;
– скорость сдвига;
– коэффициент пропорциональности, называемый коэф. динамической вязкости, Па·с
Жидкости, подчиняющиеся закону внутр. трения Ньютона, относятся к ньютоновским. Все остальные относятся к неньютоновским (дилатантные, бингамовские, тиксотронные).
Поверхностное натяжение и смачивание поверхностей. Капиллярный эффект. Расчет высоты поднятия жидкости в капилляре.
Это свойство обуславливается силами взаимного притяжения, возникающими между частицами в поверхностном слое жидкости и вызывающими его напряженное состояние. Под действием указанных сил поверхность жидкости оказывается как бы покрыта равномерно натянутой пленкой, которая стермится придать объему жидкости форму сферы. Такую форму капля жидкости может принять, если на нее не действуют никакие силы, даже силы тяжести, что наблюдается в условиях невесомости.
|
|
|
Поверхностное напряжение можно рассматривать как силу, приходящуюся на единицу длины поверхности раздела фаз.
С действием поверхностного напряжения связано явление смачивания и не смачивания поверхностей, а также образование мениска в капиллярах. (см.рис)
Если притяжение молекул жидкости и твердой стенки больше взаимного притяжения молекул и жидкости, то жидкость смачивает стенку капилляра(рис.1,2(б)). Мениск в капилляре образует вогнутую поверхность (рис. 1,2 г)
Если силы взаимодействия между молекулами в жидкости преобладают над силами взаимного притяжения между молекулами на границе раздела, то жидкость поверхность капилляра не смачивает (рис 1,2 а), а мешок в капилляре выпуклый (рис. 1,2 в).
Как под выпуклой, так и под вогнутой поверхностями избыточное давление Δр, в связи с чем происходит повышение или понижение уровня жидкости в капилляре.
Высота повышения +Δh или понижения уровня –Δh может быть вычислена из условия равенства давления столба жидкости в капилляре Δрг избыточному давлению Δр: Δрг = Δр или pgh=2σ/R
Откуда ǀ Δh ǀ = 
D- диаметр капилляра, м.
|
|
|
5) Гидромеханические процессы, их классификация и краткая характеристика. Движущие силы процессов.
К этим процессам относят процессы, к-рые протекают в системе с подвиж. средами, а именно: перемещение, перемешивание, разделение, отстаивание, осаждение, фильтрование, обратный осмос и ультрофильтрование, псевдоожижение.
Перемешивание – пр-с приведения в тесное соприкосновение 2-х и более фаз с целью 1) равномерного распределения одной фазы в объеме другой, 2) интенсификации процессов тепло- и массообменов, 3) проведения хим-х реакций.
Осаждение наз. процесс разделения жидких и газообразных неоднородных систем в поле действия центробежных сил. Движущая сила-разность плотностей между сплошной средой и распределенной фазой. Осаждение под действием силы тяжести – отстативание.
Фильтрование – процесс разделения с помощью пористой перегородки, способной пропускать жидкость или газ, но задерживать взвешенные в среде твердые частицы. Осуществляется под действием сил давления или центробежных сил(центрифугирование). Группу пр-в фильтр-я сост. сами пр-сы фильтр-я, пр-сы ультрофильтр-я и обратного осмоса. Движ-ей силой этих пр-в явл. разность давлений до и после фильтровальной перегородки.
Псевдоожижение –пр-с перевода сыпучего материала в легкоподвижное состояние с пом-ю ожижающего агента (любые жидк.или газы).
Все эти процессы направлены на получение однородных систем, либо на разделение систем. Общее для этих процессов: протекают при внешнем подводе энергии.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 579; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!