Kapitulli 9. Informacion i përgjithshëm rreth përzierjes së gazeve.
Qëllimet dhe objektivat e kapitullit:
Mësoni rreth rregullave të sigurisë nga zjarri kur punoni me oksigjen
Mësoni rreth rregullave për trajtimin dhe punën me oksigjen
Mësoni rreth aplikimit të "rregullit 40%"
Mësoni rreth sistemeve të ndryshme të përzierjes së gazit.
Termat e rinj në këtë kapitull.
Trekëndësh i ndezshëm (i ndezshëm).
Lubrifikant i pajtueshëm me oksigjen
Ngrohja adiabatike (procesi me naftë)
pastrimi me oksigjen
Rregulli 40%.
Përzierje me presion të pjesshëm
Përzierje me rrjedhje të vazhdueshme
Absorbimi me pastrim periodik të absorbuesit
ndarja e membranës.
Si një zhytës që përdor përzierje të pasuruara në zhytjet e tij, ju duhet të jeni në gjendje t'i merrni këto përzierje. Ju nuk keni nevojë të dini se si të përgatisni vetë nitrox, megjithatë, duhet të kuptoni se si përgatiten dhe të jeni të vetëdijshëm për kërkesat e pastrimit për pajisjet tuaja kur përdorni nitrox. Disa nga metodat e pasurimit të përdorura zakonisht janë shqyrtuar në këtë kapitull dhe janë diskutuar avantazhet dhe disavantazhet e tyre. Përzierja që thithni duhet të ketë përmbajtjen e duhur të oksigjenit.
1. Trajtimi dhe puna me oksigjen.
Oksigjeni është një gaz i mahnitshëm. Ai mund të jetë edhe mik edhe armik. Gjatë përzierjes së gazrave për përdorim në skuba, operatori duhet të marrë përmbajtjen e duhur të oksigjenit të përzierjes me presion të lartë. Kjo mund të bëhet duke përzier oksigjenin e pastër me azotin ose ajrin, ose duke hequr një pjesë të azotit nga ajri. Problemi kryesor me përzierjen e oksigjenit me presion të lartë është rreziku nga zjarri. Çdo gjë që nuk është oksiduar plotësisht - që do të thotë pothuajse çdo gjë - do të digjet në oksigjen me presion të lartë kur një burim ndezjeje është i pranishëm. Ekziston një rrezik gjatë trajtimit të përzierjeve, por ekziston një rrezik shumë më i madh kur merret me oksigjen të pastër të kompresuar. Një zhytës që përdor përzierje të pasuruara nuk ka nevojë të jetë në gjendje të trajtojë oksigjenin e pastër, por ai duhet të ketë njëfarë kuptimi të faktorëve të rrezikut që lidhen me të pasi oksigjeni hyn në përdorim pasi aktivitetet e zhytësit bëhen më komplekse dhe zgjerohen.
2. Trekëndësh i ndezshëm (i rrezikshëm nga zjarri).
Për të parandaluar një zjarr, është e nevojshme të dihet se cilët përbërës shkaktojnë dhe mbajnë zjarrin. Këta komponentë janë paraqitur në figurë.
në formën e të ashtuquajturit "trekëndëshi i ndezshëm ose i rrezikshëm nga zjarri". Zjarri është një reaksion i shpejtë kimik midis karburantit dhe oksigjenit (oksiduesi) që mund të ndodhë vetëm në prani të një burimi ndezës (nxehtësie). Oksidimi mund të vazhdojë pa ndezje, si, për shembull, në procesin e ndryshkjes. Zjarri ndodh kur ka një burim ndezjeje (nxehtësie). Pas ndezjes, gjatë reaksionit kimik të djegies, lirohet energji (nxehtësia), e cila mbështet djegien e mëtejshme. Nëse heqim një nga përbërësit (karburantin, oksigjenin, burimin e ndezjes), nuk mund të lindë zjarr. Prandaj, nëse të tre komponentët nuk janë të pranishëm në të njëjtën kohë, ndezja do të parandalohet. Nëse flaka tashmë ekziston, heqja e njërit prej përbërësve do të bëjë që flaka të shuhet. Këto janë bazat e teorisë së shuarjes së zjarrit. Një pikë tjetër e rëndësishme është se zjarri duhet të përhapet në mënyrë që të mbajë ekzistencën e tij. Ndonjëherë dëshira për të përhapur zjarrin shtohet edhe si një përbërës tjetër i "trekëndëshit" të mësipërm.
3. Oksigjeni.
Në situatat e diskutuara më poshtë, oksigjeni është i pranishëm në përqendrime më të mëdha se përqendrimi i tij në ajër. Kjo do të thotë që agjenti oksidues në "trekëndëshin e ndezshëm" është gjithmonë i pranishëm si parazgjedhje dhe nuk mund të hiqet nga kjo "formulë zjarri". Të gjithë e dinë se oksigjeni atmosferik, në rrethana të përshtatshme, mund të marrë pjesë në mënyrë aktive në reaksionin e djegies, kështu që nuk duhet të jetë befasuese që një përqendrim më i lartë i tij vetëm mund të rrisë rrezikun. Më tej, duhet të mbahet mend se një përmbajtje e shtuar e oksigjenit në ajër nënkupton një përmbajtje të reduktuar të një gazi inert. Për këtë dhe për disa arsye të tjera, intensiteti i djegies nuk varet në mënyrë lineare nga përqindja e oksigjenit. Varet si nga përqindja (pjesa) e oksigjenit në përzierje dhe nga presioni i pjesshëm i tij dhe rritet ndjeshëm me rritjen e këtyre parametrave.
4. Karburanti.
Në këtë paragraf, ne do të flasim për karburantin e disponueshëm në sistemin e gazit që siguron përdorimin e gazit për frymëmarrje. Në presione të larta të oksigjenit, në rast zjarri, vetë sistemi mund të bëhet lëndë djegëse për një reaksion kimik, por nevojitet diçka më e ndezshme për të ndezur një zjarr. Mund të jetë një pjesë e veçantë e sistemit, tretës, lubrifikant, përbërës të butë të sistemit (gome, plastikë).
Disa lloje të lëndëve djegëse të disponueshme në sistemet e gazit mund të jenë praktikisht jo të ndezshme në kushte normale dhe shumë të djegshme në mjedise të pasuruara me oksigjen. Këto lloj karburantesh përfshijnë yndyrat silikoni, gomën silikoni, neoprenin, lubrifikantët e kompresorit, patate të skuqura dhe grila plastike dhe metalike, lëndë dhe materiale organike, pluhur të natyrave të ndryshme, madje edhe yndyrë në rreth. Ndoshta karburantet më të rrezikshme janë lubrifikantët. Ekziston një keqkuptim i zakonshëm që silikoni (ndoshta për shkak të emrit ekzotik) është i sigurt kur përdoret me oksigjen. Në fakt nuk është. Ka lubrifikantë të veçantë të pajtueshëm me oksigjen si Christo-lube, Krytox, Halocarbon. Janë këta vetëlubrifikantë që duhet të përdoren në një mjedis të pasuruar me oksigjen.
5. Ndezja.
Disa burime të ndezjes janë të dukshme, megjithatë, shumica e tyre janë jashtë sistemit të gazit dhe nuk konsiderohen këtu. Dy burimet kryesore të ndezjes brenda një sistemi janë fërkimi dhe ngjeshja e gazit ndërsa ai kalon nëpër sistem. Termi "fërkim" përdoret këtu në një kuptim të përgjithshëm: në kuptimin e pranisë së ndonjë grimce në rrjedhën e gazit ose në kuptimin e lëvizjes së vetë rrymës së gazit dhe përplasjes së tij me qoshet e tubacioneve të gazit ose pengesave të tjera. . Një fenomen tjetër - i njëjti që shkakton ngrohjen e cilindrit - gjithashtu mund të shkaktojë zjarr (nëse lirohet një sasi e mjaftueshme nxehtësie). Ky është i njëjti efekt që ndez karburantin në një motor nafte pa kandele. Ky efekt quhet "ngrohje adiabatike (procesi me naftë)".
Hapja dhe mbyllja e papritur e valvulës së cilindrit gjatë ngjeshjes së gazit mund të shkaktojë një rritje të temperaturës deri në pikën e ndezjes, dhe nëse ka ndotës në rrjedhën e gazit, ndezja vetë. Prandaj, kompresorët nuk përdorin valvola të ndërrimit të shpejtë ("valvulat e topit").
6. Përdorimi i sistemeve të oksigjenit.
Pika e rëndësishme në këtë kapitull është se rreziku në trajtimin e oksigjenit mund të minimizohet duke ndjekur disa rregulla në projektimin dhe trajtimin e sistemit. Në veçanti, është e rëndësishme të shmangni qoshet e mprehta dhe valvulat e ndërrimit të shpejtë dhe të përdorni materiale të përshtatshme. Metalet e përdorura për prodhimin e sistemeve të ajrit janë gjithashtu të përshtatshme për prodhimin e sistemeve të oksigjenit. Për sa u përket "pjesëve të buta", si guarnicionet, nyjet fleksibël, diafragmat, ato duhet të zëvendësohen me ato të pajtueshme me oksigjenin. Në disa raste, kriteri kryesor është më pak ndezshmëri në oksigjen, por në shumicën e rasteve, rritja e rezistencës ndaj oksigjenit nën presion të lartë. Komplete speciale janë në dispozicion për të kthyer pajisjet ajrore në pajisje për përdorimin e nitrox.
Në veçanti, është e nevojshme të kryhet pastrimi i saktë i pajisjeve dhe të mbahet pajisja e pastër, të përdoren lubrifikantë të përshtatshëm, të trajtohen gazrat në mënyrë që të mos shkaktojnë ndezje, të hapen valvulat ngadalë dhe pa probleme.
7. Pajisjet e pastrimit për përdorim me oksigjen. Disa konsiderata në lidhje me pastrimin e pajisjeve.
Koncepti i "pastrimit të oksigjenit" shkakton njëfarë konfuzioni në radhët e zhytësve rekreativë. Arsyeja është se nuk është plotësisht e qartë nëse pajisjet duhet të pastrohen për t'u përdorur me përzierje që përmbajnë 21% deri në 40% oksigjen. Ky problem shkon më thellë: nuk ka procedura të zhvilluara dhe të standardizuara të industrisë për trajtimin e përzierjeve që përmbajnë një sasi të ndërmjetme oksigjeni në intervalin nga 21% (ajër) deri në 100% (oksigjen i pastër). Standardet ekzistojnë vetëm për trajtimin e oksigjenit të pastër; Kështu, çdo përzierje që përmban më shumë se 21% oksigjen është, për sa i përket standardeve ekzistuese, ekuivalente me oksigjenin e pastër. Prandaj, për të kryer të gjitha operacionet në përputhje me standardet e industrisë, është e nevojshme të trajtohet çdo përzierje e pasuruar si oksigjen i pastër.
Shoqata e Gazit të Kompresuar (CGA), Shoqata Kombëtare e Mbrojtjes nga Zjarri (NFPA), NASA dhe një numër organizatash të tjera rekomandojnë që gazrat ndërmjet përqendrimeve të trajtohen si oksigjen të pastër. Kjo nuk do të thotë se ata kanë kryer ndonjë studim në këtë gamë përqendrimesh. Kjo vetëm sa tregon se nuk ka norma të zhvilluara dhe të pranuara industrialisht dhe këto organizata preferojnë të mbajnë një qëndrim konservator. Nga ana tjetër, Marina Amerikane ka zhvilluar procedura që deklarojnë se përzierjet deri në 40% të oksigjenit mund të trajtohen si ajër për qëllime trajtimi. Asnjë rezultat i testit nuk është publikuar për të treguar se ky përfundim është i vërtetë, megjithatë, kjo qasje është praktikuar për shumë vite dhe nuk ka pasur raportime për incidente në lidhje me këtë çështje. NOAA ka miratuar këtë kufi përqendrimi kur operohet me përzierje të pasuruara; NAUI, në përgjithësi, gjithashtu, megjithatë, me disa kufizime.
Ajri i pastër i kompresuar.
Një tjetër konfuzion lind në lidhje me konceptin e "ajrit të pastër". "Klasat" e ndryshme të pastërtisë së gazit të frymëmarrjes të përdorura nga shoqata dhe organizata të ndryshme (CGA, Marina e SHBA) janë konfuze kur bëhet fjalë për pastërtinë e pasuruar të gazit. Standardet lejojnë pak avuj vaji (hidrokarbure) në ajrin e kompresuar (zakonisht 5 mg/m3). Kjo sasi është e sigurt nga pikëpamja e frymëmarrjes, por mund të jetë e rrezikshme nga pikëpamja e zjarrit kur punoni me oksigjen të kompresuar.
Kështu, nuk ka shkallë përgjithësisht të pranuara dhe të dakorduara të pastërtisë së ajrit që përcaktojnë përshtatshmërinë e tij për përzierjen me oksigjenin e pastër. Ligjvënësit e standardeve të industrisë kanë rënë dakord që niveli i hidrokarbureve është në rendin e 0.1 mg/cu. m mund të konsiderohet i pranueshëm për ajrin, i cili "duhet të përzihet më tej me oksigjen". Në vitet e fundit, sistemet e filtrave (në foto) janë bërë të disponueshme për të prodhuar ajër të kompresuar që plotëson këto kërkesa. Kompresorët që parandalojnë kontaktin e ajrit me lubrifikantin, natyrisht, bëjnë një punë më të mirë, por ato janë dukshëm më të shtrenjta. Një qasje e formalizuar për pastrimin e oksigjenit.
Shprehja "pastrimi i oksigjenit" tingëllon e frikshme edhe për arsyen se zbatimi i tij industrial kërkon respektimin e procedurave mjaft strikte. Këto procedura të kryera në mënyrë periodike publikohen nga CGA dhe organizata të tjera. Ato janë krijuar për të ruajtur sigurinë kur punoni me oksigjen të kompresuar.
NAUI deklaron se çdo pajisje e destinuar për përdorim me oksigjen të pastër ose përzierje që përmbajnë më shumë se 40% oksigjen në presione më të mëdha se 200 psi (afërsisht 13 atm) duhet të jetë e pajtueshme me oksigjenin dhe të pastrohet për përdorim me oksigjen. Cilindri, faza e parë e rregullatorit dhe të gjitha zorrët duhet të pastrohen. Disa pajisje mund të konvertohen për të punuar me këto përzierje duke përdorur përbërës nga komplete speciale.
8. Qasje joformalizuar për pastrimin e oksigjenit: "rregulli 40%"
Pavarësisht mungesës së testimit formal, i ashtuquajturi “rregulli 40%” është aplikuar me mjaft sukses në industrinë e zhytjes dhe aplikimi i tij nuk ka nxjerrë në pah asnjë problem. Zjarre të shumta në sistemet e përzierjes së zhytjes kanë ndodhur, por janë shkaktuar nga përqendrimet më të larta të oksigjenit.
NAUI e pranon këtë rregull, por kërkon që pajisjet të pastrohen me oksigjen dhe të përdorin lubrifikantë të pajtueshëm me oksigjen. Kjo qasje është më pak e rreptë se ajo formale, megjithatë, kur bëhet siç duhet, është shumë efektive. Pastrimi duhet të kryhet nga teknikë të kualifikuar.
Pajisja duhet të pastrohet nga të gjitha papastërtitë dhe yndyrat e dukshme, më pas të pastrohet me furçë ose të pastrohet me ultratinguj duke përdorur një pastrues të fortë në ujë të nxehtë. Pastrues të mirë të lëngshëm për përdorim shtëpiak si Joy. Pastërtia nuk duhet të jetë më e keqe se ajo që pritet nga pjatat dhe takëm argjendi. Pas tharjes, përbërësit e butë duhet të zëvendësohen me ato të përputhshme me oksigjenin, pas së cilës pajisja lubrifikohet me një lubrifikant të pajtueshëm me oksigjen.
Pas pastrimit, pajisja duhet të përdoret vetëm për përzierje të pasura dhe nuk duhet të përdoret me ajër të kompresuar, përndryshe do të duhet të pastrohet përsëri.
9. Përgatitja e përzierjeve të pasuruara.
Skema tradicionale për ndërtimin e një sistemi të përzierjes së gazit bazohet në shtimin e oksigjenit në ajër në një mënyrë ose në një tjetër. Kohët e fundit janë zhvilluar dhe vënë në dispozicion dy metoda të reja që pasurojnë ajrin në një mënyrë tjetër - duke hequr azotin. Në këtë paragraf do të shqyrtohen 3 metoda me shtimin e oksigjenit: përzierja sipas peshës, përzierja e presioneve të pjesshme, përzierja me prurje konstante; dhe 2 metoda të heqjes së azotit: thithja me pastrim periodik të absorbuesit, ndarja e membranës (Ballantyne dhe Delp, 1996).
Lloji i sistemit të përzierjes së gazit të përdorur është i rëndësishëm për përdoruesin përfundimtar në atë që përcakton procedurat e mbushjes së cilindrit dhe gamën e përqendrimeve të mundshme të oksigjenit në përzierjen që rezulton.
Përzierja e gazeve sipas peshës.
Metoda më e thjeshtë dhe më e besueshme e marrjes së përzierjeve që janë të sakta në përbërje është blerja e përzierjeve të gatshme. Prodhuesit industrialë të gazit zakonisht përziejnë oksigjen të pastër dhe azot të pastër sesa oksigjen të pastër dhe ajër.
Gazrat përzihen sipas peshës. Kjo bën të mundur injorimin e shumë anomalive në sjelljen e gazeve të shkaktuara nga ndryshimi i tyre nga ato ideale dhe siguron një përbërje shumë të saktë të gazit të përzierjeve. Përzierja mund të bëhet në shishe, kanaçe me shishe ose tanke. Është e nevojshme të keni peshore të sakta, të cilat kushtojnë shumë, pasi ato duhet të jenë në gjendje të matin ndryshimet e vogla me një peshë të madhe. Kjo metodë e përzierjes së gazeve është më e sakta, dhe përzierjet që rezultojnë analizohen me kujdes për pajtueshmërinë me përbërjen aktuale të deklaruar. Gjatë formulimit të përzierjeve të tilla, kompania industriale detyrohet të përdorë oksigjen të pastër, por shitësi i përzierjes mund ta shmangë këtë. Kjo metodë është mjaft e shtrenjtë, dhe kostoja e saj rritet nga fakti se kontejnerët për ruajtjen e përzierjeve i përkasin furnizuesit të përzierjeve, dhe për këtë arsye janë marrë me qira nga shitësi i përzierjeve.
Përzierja e presioneve të pjesshme.
Siç thotë emri i metodës, ajo bazohet në raportin e presioneve të pjesshme. Tekniku e mbush cilindrin me një sasi të paracaktuar oksigjeni (i cili matet me presion), më pas e mbush atë me ajër ultra të pastër deri në presionin përfundimtar të dëshiruar. Oksigjeni pompohet së pari kur cilindri është ende bosh, gjë që zvogëlon rrezikun e zjarrit të procedurës, pasi nuk ka nevojë të manipulohet oksigjeni në presionin e plotë të cilindrit të mbushur. Meqenëse përdoret oksigjen i pastër, i gjithë sistemi, duke përfshirë cilindrin që mbushet, duhet të jetë i pajtueshëm me oksigjen dhe të pastrohet. Meqenëse presioni varet nga temperatura dhe baloni nxehet gjatë mbushjes, ose duhet ta lini balonin të ftohet ose të merrni parasysh efektin e temperaturës kur matni presionin. Meqenëse rregullimi përfundimtar i përbërjes kryhet shpesh pas ftohjes përfundimtare të cilindrit, i gjithë procesi i përgatitjes së përzierjes kërkon mjaft kohë. Ky proces mund të përdoret gjithashtu për të mbushur një enë me një përzierje të një përbërjeje të njohur në një përzierje të së njëjtës ose një përbërje të ndryshme të përcaktuar.
Një kompresor për përzierje me këtë metodë nuk kërkohet nëse ajri furnizohet me një presion të mjaftueshëm për të mbushur rezervuarët e skuba pa kompresim shtesë. Për të maksimizuar përdorimin e bankës së cilindrave mbushës, përdoret e ashtuquajtura "teknologji kaskade", e cila konsiston në faktin se fillimisht përdoret cilindri mbushës me presionin më të ulët, pas së cilës përdoret cilindri me presionin më të lartë. të përdorura, e kështu me radhë. Ndonjëherë vetë metoda quhet "metoda e përzierjes së kaskadës".
Kompresorët gjithashtu përdoren shpesh në këtë metodë. Ata nuk duhet të përdorin lubrifikim me vaj ose duhet të ofrojnë ajër me pastërti ultra të lartë të përshtatshëm për përzierje me oksigjen. Një mënyrë tjetër për të pompuar ajrin në cilindër është përdorimi i një pompe pneumatike që ngjesh ajrin në një grup cilindrash me diametra të ndryshëm, pistonët e të cilëve janë të lidhur me një bosht me gunga. Zjarri i modeleve më të njohura - Haskel.
Përzierja me presion të pjesshëm është shumë e popullarizuar në qendrat e zhytjes, të cilat përgatisin shumë përzierje të ndryshme në vëllime të vogla për qëllime të ndryshme zhytjeje rekreative dhe teknike, duke përfshirë përzierjet me një përmbajtje oksigjeni prej më shumë se 40%. Në këtë rast, një pjesë e konsiderueshme e kostos së sistemit është një matës presioni me precizion të lartë. Në këtë rast, përdorimi i një pompë pneumatike është shumë efektiv. Kjo metodë përdoret në vendet e largëta të zhytjes. Për shkak se oksigjeni shtohet në presion të ulët, disa teknikë nuk pastrojnë cilindrat e oksigjenit. Kjo praktikë duhet të shmanget: cilindri duhet të pastrohet gjithmonë për përdorim me oksigjen.
10.Përzierja me rrjedhje konstante.
Kjo metodë (e quajtur edhe metoda e ngarkimit të ajrit të ambientit) u krijua nga NOAA (1979, 1991) dhe është metoda më miqësore për përdoruesit (Fig. 9-7). Në këtë metodë, oksigjeni në presion të ulët shtohet në rrymën hyrëse të ajrit që hyn në kompresor me një përmbajtje të lartë avulli vaji. Rrjedha e daljes analizohet vazhdimisht për përbërjen dhe rezultati i kësaj analize përdoret për të rregulluar përzierjen e oksigjenit në rrjedhën hyrëse në përputhje me rrethanat. Rryma e daljes mund të anashkalojë bregun e cilindrave mbushës gjatë rregullimit të përzierjes. Pasi përzierja të jetë pompuar në cilindrat e mbushjes, ajo më pas mund të transferohet në cilindrat e skuba duke anashkaluar ose duke përdorur një pompë ajri. Në një impiant me rrjedhje konstante, një nënsistem absorbues me pastrim periodik të absorbuesit PSA mund të përdoret gjithashtu si një burim oksigjeni.
Ekziston një klasë tjetër instalimesh me rrjedhje konstante që furnizojnë ajrin një zhytës tregtar përmes një zorrë furnizimi me ajër. Instalime të tilla kanë mjete për monitorimin e qëndrueshmërisë së përbërjes së përzierjes - matësa të ndryshëm të rrjedhës dhe rregullatorë. Presioni i tyre i daljes është zakonisht në rajonin më pak se 200 psi (13 atm).
11. Përthithja me pastrim periodik të absorbuesit (PSA).
Kjo metodë bazohet në përdorimin e një materiali të quajtur "sitë molekulare" - një material sintetik poroz i ngjashëm me argjilën, poret e të cilit ofrojnë një sipërfaqe shumë të madhe. Kjo sipërfaqe thith gazrat ("adsorb" do të thotë "thith në sipërfaqe"). Azoti absorbohet më shpejt se oksigjeni, kështu që ajri që kalon nëpër adsorbent bëhet më i pasur me oksigjen (më saktë, më i varfër në azot). Përdoren dy pllaka thithëse, ndërmjet të cilave kalon rryma e ajrit. Kur rrjedha drejtohet në një pjatë, ajo thith azotin, pllaka e dytë në këtë kohë pastrohet nga azoti i përthithur më parë. Pastaj pllakat ndryshojnë rolet.
Duke ndryshuar presionin dhe frekuencën e pastrimit të pllakave, është e mundur të merren vlera të ndryshme të përmbajtjes së oksigjenit në përzierjen dalëse. Përmbajtja maksimale e arritshme e oksigjenit është 95%, pjesa tjetër është argon. Argoni në lidhje me këtë lloj adsorbent sillet pothuajse si oksigjeni (d.m.th., ai nuk absorbohet), prandaj do të përmbahet në përzierjen e daljes në pothuajse të njëjtin proporcion me oksigjenin si në ajrin e hyrjes. Ky argon nuk ka asnjë efekt te zhytësi.
Bimët e këtij lloji nuk kërkojnë oksigjen nën presion të lartë, por janë komplekse dhe mjaft të shtrenjta për sa i përket përvetësimit dhe mirëmbajtjes; Efluenti duhet të pompohet në cilindra duke përdorur një kompresor të pastruar të përputhshëm me oksigjen ose pompë pneumatike (në foto).
12. Ndarja e membranës.
Kjo metodë bazohet në përdorimin e një membrane që, kur ajri i pastër kalon nëpër të, i kalon molekulat e oksigjenit më mirë se azoti. Përzierja e daljes pasurohet kështu me oksigjen dhe përqendrimi i oksigjenit përcaktohet nga rryma hyrëse. Vlera maksimale e arritshme e përmbajtjes së oksigjenit në sistemet e disponueshme komerciale është rreth 40%. E njëjta teknologji, nga rruga, përdoret për nxjerrjen e heliumit dhe në disa procese të tjera.
Ngjashëm me njësitë PSA, nuk ka nevojë të përdoret oksigjen me presion të lartë. Efluenti duhet të pompohet në cilindra duke përdorur një kompresor të pastruar ose pompë pneumatike të pajtueshme me oksigjen. Sistemet e membranës janë mjaft të besueshme dhe nuk kërkojnë shumë mirëmbajtje, me kusht që pastërtia e rrymës hyrëse të jetë e mjaftueshme.
gazrat Arkivi
Një përzierje gazi e hidrogjenit dhe oksigjenit, nëse e tyre fraksionet masive 1 dhe 2 janë përkatësisht të barabarta ... parametrat që karakterizojnë individin Vetitëgazit, dhe prandaj është... T=400 K. 8 KAPITULLI 1 THEMELE FIZIKE TË MEKANIKËS KAPITULLI 1 THEMELE FIZIKE TE MEKANIKES...
Hyrje 3 Kapitulli 1 Shkencëtarët dhe zbulimet e tyre
Abstrakt i disertacionit... kapituj. Prezantimi Kapitulli 1: Shkencëtarët dhe e tyre zbulimet. - Përvoja e Priestley Kapitulli 2. Historia e fotosintezës. Kapitulli 3: Rëndësia e fotosintezës në natyrë. Kapitulli... dioksid karboni gazit në oksigjen. Karbonik gazit nevojiten... potencial elektrokimik. Vetitë membrana tilakoid...
Lërini të përzihen n kimikisht jo bashkëveprues mes tyre ideale gazrat. Supozohet se janë të njohura parametrat termodinamikë fillestarë të gjendjes së të gjithë komponentëve para përzierjes dhe kushtet e përzierjes (kushtet e ndërveprimit me mjedisin). Donte të gjente ekuilibri parametrat e gjendjes së gazeve pas përzierjes.
Le të shqyrtojmë dy raste të përzierjes, për thjeshtësi, duke supozuar se ky proces ndodh pa shkëmbim nxehtësie me mjedisin .
2.1. Përzierja në W=Konst
Në këtë rast, kushtet e përzierjes janë të tilla që vëllimi i përzierjes që rezulton W cm është e barabartë me shumën e vëllimeve fillestare të përbërësve të përzierjes W H i:
(për të mos u ngatërruar W H i me vëllime të pjesshme Wi, diskutuar në paragrafin 1.4.3.)
Shënoni:
P H i- presioni fillestar i th gaz;
T H i,t H i- temperatura e fillimit i gazit, përkatësisht, në 0 TE ose 0 ME.
Sepse i gjithë sistemi nga n gazet kur përzihen në kushte W=Konst nuk kryen punë të jashtme, atëherë në përputhje me ligjin e parë të termodinamikës për këtë rast () mund të shkruajmë:
Këtu: U cm është energjia e brendshme e një përzierje gazesh me një masë m cm kilogramë
me temperaturë T 0 K;
U H i- energji e brendshme i-th masa e gazit m i kilogramë
me temperaturë fillestare T H i .
Le të prezantojmë shënimin:
u cm është energjia e brendshme specifike e një përzierjeje gazesh në një temperaturë T 0 K;
u H i - energji specifike të brendshme i-të gazit me temperaturë fillestare T H i .
Atëherë ekuacioni (2.1.1) merr formën e mëposhtme:
(2.1.2)
Siç dihet, për një gaz ideal du=C v dT, prej nga, kur numërohet energjia e brendshme nga 0 0 K mund të shkruhet:
Këtu: - mesatarja në interval 0 T 0 K Kapaciteti i nxehtësisë në masë izokorik i një përzierje gazesh;
Mesatarja në interval 0 T H i 0 K Kapaciteti i nxehtësisë izokorik në masë i th gazit.
Pas zëvendësimit të (2.1.3) në (2.1.2), marrim:
Por në përputhje me paragrafin 1.4.10, kapaciteti i vërtetë i nxehtësisë në masë i një përzierjeje gazesh shprehet në termat e fraksioneve masive të përbërësve gi dhe kapacitetet e tyre të vërteta të nxehtësisë si më poshtë:
Në mënyrë të ngjashme, mesatarja në varg 0 T 0 K Kapaciteti masiv i nxehtësisë izokorik i një përzierjeje gazesh përcaktohet si:
Duke e zëvendësuar këtë shprehje në anën e majtë të ekuacionit (2.1.4) marrim:
prej nga (2.1.5)
Sepse nga ekuacioni i gjendjes, pastaj pas zëvendësimit m i në ekuacionin (2.1.5) më në fund marrim formulën për temperaturën e përzierjes n gazrat:
Siç dihet, , prandaj formula (2.1.6) mund të shkruhet në formën e mëposhtme:
(Duhet kujtuar se produkti është mesatarja në rangun 0- T H i 0 Kmolare kapaciteti izokorik i nxehtësisë i gazit.)
Në literaturën e referencës, varësitë empirike të kapacitetit të nxehtësisë nga temperatura shpesh jepen për diapazonin 0 t 0 С .
Pasi zëvendësojmë (2.1.8) dhe (2.1.9) në ekuacionin (2.1.2), marrim:
Duke zëvendësuar m i vlerën e saj, më në fund marrim formulën për temperaturën e përzierjes së gazeve në gradë Celsius :
duke shprehur R i Përmes peshës molekulare, marrim një formulë tjetër:
Emëruesit e formulave (2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) dhe (2.1.11) përmbajnë kapacitetet mesatare të nxehtësisë për të cilat temperatura e përzierjes përdoret si kufiri i sipërm i mesatares ( t ose T) te jesh i vendosur. Për shkak të kësaj, përcaktohet temperatura e përzierjes sipas këtyre formulave metoda e përafrimeve të njëpasnjëshme .
2.1.1. Raste të veçanta të përzierjes së gazeve në W=Konst
Le të shqyrtojmë disa raste të veçanta të formulave (2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) dhe (2.1.11).
1. Le të jenë të përziera gazet, në të cilat varësia e eksponentit adiabatik K i temperatura mund të neglizhohet.
(Në fakt TE zvogëlohet me rritjen e temperaturës, sepse
Ku s o r , A janë koeficientë pozitivë empirikë.
Për llogaritjet teknike në rangun nga 0 deri në 2000 0 С, mund të përdorni formulat e mëposhtme:
a) për gazet diatomike TE 1,40 - 0,50 10 -4 t;
b) për produktet e djegies TE 1,35 - 0,55 10 -4 t.
Nga këto formula shihet se efekti i temperaturës në eksponentin adiabatik TE bëhet e dukshme vetëm në temperatura të rendit të qindra gradë Celsius.)
Kështu, nëse supozojmë se
atëherë formula (2.1.6) merr formën e mëposhtme:
Formula (2.1.12) mund të përdoret si përafrim i parë për formulat (2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) dhe (2.1.11)
2. Le të përzihen gazrat në të cilët kapacitetet molare të nxehtësisë izokore janë të barabarta dhe varësia e këtyre kapaciteteve të nxehtësisë nga temperatura mund të neglizhohet, d.m.th.
Atëherë ekuacioni (2.1.7) merr një formë shumë të thjeshtë:
Nëse gazrat kanë kapacitete të barabarta molare izokorike të nxehtësisë, atëherë në përputhje me ekuacionin Mayer
kapacitetet e nxehtësisë izobarike molare duhet të jenë të barabarta me njëra-tjetrën dhe, për rrjedhojë, edhe eksponentët adiabatikë duhet të jenë të barabartë, d.m.th.
Në këtë kusht, ekuacioni (2.1.12) kthehet në (2.1.13).
2.1.2. Presioni pas përzierjes së gazeve në W=Konst
Presioni i vendosur pas përzierjes së gazeve mund të përcaktohet ose me formulat e paragrafit 1.4.2, ose nga kushti:
R cm W cm = m cm R cm T= m cm T.
Zgjidhja e një numri të madh problemesh teknike shpesh përfshin përzierjen e gazrave (lëngëve) të ndryshëm ose sasive të ndryshme të të njëjtit gaz (lëng) në gjendje të ndryshme termodinamike. Për të organizuar proceset e zhvendosjes, është zhvilluar një numër mjaft i madh i një shumëllojshmërie të gjerë të pajisjeve dhe aparateve të përzierjes.
Në analizën termodinamike të proceseve të përzierjes, problemi zakonisht reduktohet në përcaktimin e parametrave të gjendjes së përzierjes nga parametrat e gjendjes së njohur të përbërësve fillestarë të përzierjes.
Zgjidhja e këtij problemi do të jetë e ndryshme në varësi të kushteve në të cilat kryhet ky proces. Të gjitha metodat për formimin e përzierjeve të gazeve ose lëngjeve që ndodhin në kushte reale mund të ndahen në tre grupe: 1) procesi i përzierjes në një vëllim konstant; 2) procesi i përzierjes në linjë; 3) përzierja gjatë mbushjes së vëllimit.
Proceset e përzierjes zakonisht konsiderohen se ndodhin pa shkëmbim nxehtësie midis sistemit të përzierjes dhe mjedisit, d.m.th., duke vazhduar në mënyrë adiabatike. Përzierja në prani të transferimit të nxehtësisë mund të ndahet në dy faza: përzierja adiabatike pa transferim të nxehtësisë dhe shkëmbimi i nxehtësisë në përzierjen që rezulton me mjedisin.
Për të thjeshtuar përfundimet, le të shqyrtojmë përzierjen e dy gazeve reale. Përzierja e njëkohshme e tre ose më shumë gazeve mund të gjendet duke përdorur formulat e llogaritjes për dy gaze duke shtuar në mënyrë të njëpasnjëshme një komponent të ri.
Të gjitha rastet e përzierjes janë procese të pakthyeshme, vetëm sepse ndarja e përzierjes në përbërësit e saj kërkon domosdoshmërisht shpenzimin e punës. Si në çdo proces të pakthyeshëm, gjatë përzierjes ka një rritje të entropisë S c të sistemit dhe humbjen përkatëse të kapacitetit të punës (eksergji): De
= T o.s 
S c, ku T o.c - temperatura e ambientit.
Gjatë përzierjes së gazeve me presione dhe temperatura të ndryshme, ka humbje shtesë të performancës nga transferimi i pakthyeshëm i nxehtësisë midis gazrave të përzier dhe nga mospërdorimi i diferencës së presionit të tyre. Kështu, rritja e entropisë gjatë përzierjes ndodh si si rezultat i përzierjes (difuzionit) aktual të gazeve ose lëngjeve të natyrës së ndryshme, ashtu edhe për shkak të barazimit të temperaturave dhe presioneve të substancave të përziera.
Konsideroni metodat e mundshme të përzierjes.
2.1. Proceset e përzierjes në vëllim konstant
Lëreni një enë vëllimi të izoluar nga nxehtësia V e ndarë nga një ndarje në dy ndarje, njëra prej të cilave përmban një gaz (lëng) me parametra fq 1, ju 1, T 1 , U 1, në tjetrën - një gaz tjetër (i lëngshëm) me parametra fq 2, ju 2, T 2 , U 2, (Fig. 2.1).
|
fq 1 , T 1, ju 1, U 1 , m 1 |
fq 2 , T 2, ju 2, U 2 , m 2 |
|
fq, T,u, U, m |
Oriz. 2.1. Skema e procesit të përzierjes
në vëllim konstant
Ne shënojmë përkatësisht masën e gazit në një ndarje dhe vëllimin e kësaj ndarje m 1 dhe V 1, dhe në një ndarje tjetër - m 2 dhe V 2. Kur të hiqet ndarja ndarëse, çdo gaz do të shpërndahet në të gjithë vëllimin dhe vëllimi që rezulton i përzierjes do të jetë padyshim i barabartë me shumën V = V 1 + V 2. Si rezultat i përzierjes, presioni, temperatura dhe dendësia e gazit barazohen në të gjithë vëllimin e enës. Le të shënojmë vlerat e parametrave të gjendjes së gazit pas përzierjes fq,u, T, U.
Sipas ligjit të ruajtjes së energjisë, përzierja që rezulton e gazrave do të ketë një energji të brendshme të barabartë me shumën e energjive të brendshme të çdo gazi:
U = U 1 + U 2
m 1 u 1 + m 2 u 2 = (m 1 + m 2) u = mu. (2.1)
Energjia specifike e brendshme e gazit pas përzierjes përcaktohet si më poshtë:
.
(2.2)
Në mënyrë të ngjashme, vëllimi specifik i përzierjes është:
.
(2.3)
Sa për pjesën tjetër të parametrave të gazit pas përzierjes ( fq, T, S), atëherë për gazet dhe lëngjet ato nuk mund të llogariten analitikisht në terma të përgjithshëm përmes vlerave të parametrave të përbërësve të përzierjes. Për t'i përcaktuar ato, përdorni U, një diagram u me izobare dhe izoterma, ose U, T- një diagram me izokore dhe izobare të paraqitura mbi të (për përzierjen e të njëjtit gaz), ose tabela të vetive termodinamike të gazeve dhe lëngjeve. Duke përcaktuar me ndihmën e marrëdhënieve (2.2) dhe (2.3) dhe u të gazit pas përzierjes, mund të gjendet nga diagramet ose tabelat fq, T, S.
Vlerat fq,
T Dhe S gazrat pas përzierjes mund të shprehen drejtpërdrejt në termat e vlerave të njohura të parametrave të gjendjes së pjesëve të përziera vetëm për gazet ideale. Le të shënojmë vlerën mesatare të kapacitetit të nxehtësisë së gazit të parë në intervalin e temperaturës nga T 1 deri në T përmes 
, dhe një gaz tjetër në intervalin e temperaturës nga T 2 deri në T përmes 
.
Duke pasur parasysh se 
;
;
nga shprehja (2.2), marrim:
T
=
ose T
=
,
(2.4)
Ku g 1 dhe g 2 - fraksione masive të gazeve ideale që përbëjnë përzierjen.
Nga ekuacioni i gjendjes për gazet ideale rezulton:
m 1
=
;m 2
=
.
Pas zëvendësimit të vlerave të masave në (2.4), temperatura e përzierjes së gazit mund të gjendet nga shprehja
T
=
.
(2.5)
Presioni i një përzierjeje gazesh ideale përcaktohet si shuma e presioneve të pjesshme të përbërësve të përzierjes së gazit. 
, ku presionet e pjesshme 
Dhe 
përcaktohen duke përdorur ekuacionin Clapeyron.
rritja e entropisë 
S c sistemet nga përzierja e pakthyeshme gjenden nga diferenca midis shumave të entropisë së gazeve të përfshira në përzierje pas përzierjes dhe përbërësve fillestarë përpara përzierjes:
S
= S
– (m 1 S 1
+ m 2 S 2).
Për një përzierje të gazeve ideale kur përzihen dy gazra.
S c
= m[(g 1 C fq 1
+ g 2 C fq 2) ln T
– (g 1 R 1
+ g 2 R 2) ln fq]–
– [m 1 (C fq 1ln T 1 – R ln fq 1) + m 2 (C fq 2ln T 2 – R ln fq 2)]–
–m(R 1 g 1ln r 1 + R 2 g 2ln r 2),
Ku r iështë pjesa vëllimore e gazeve ideale që përbëjnë përzierjen;
Rështë konstanta e gazit e përzierjes, e përcaktuar nga ekuacioni:
R = g 1 R 1 + g 2 R 2 .
Diagrami i eksergjisë dhe anergjisë në përzierjen në një vëllim konstant është paraqitur në fig. 2.2.
Oriz. 2.2. Diagrami i eksergjisë dhe anergjisë në
Përzierja në një vëllim konstant: 
– humbja e eksergjisë specifike gjatë përzierjes
2. Përzierja e gazeve dhe avujve që kanë temperatura të ndryshme.
Kështu formohen mjegullat atmosferike. Më shpesh, mjegulla shfaqet në mot të kthjellët gjatë natës, kur sipërfaqja e Tokës, duke lëshuar intensivisht nxehtësi, ftohet shumë. Ajri i ngrohtë i lagësht bie në kontakt me Tokën ftohëse ose me ajrin e ftohtë pranë sipërfaqes së saj dhe në të krijohen pika të lëngshme. E njëjta gjë ndodh kur pjesët e përparme të ajrit të ngrohtë dhe të ftohtë përzihen.
3. Ftohja e një përzierjeje gazi që përmban avull.
Ky rast mund të ilustrohet me shembullin e një kazan në të cilin uji vlon. Avulli i ujit del nga gryka, i cili është i padukshëm sepse nuk shpërndan dritën. Më tej, avulli i ujit ftohet me shpejtësi, uji në të kondensohet dhe tashmë në një distancë të shkurtër nga gryka e çajnikut shohim një re qumështore - një mjegull që është bërë e dukshme për shkak të aftësisë për të shpërndarë dritën. Një fenomen i ngjashëm vërehet kur hapim dritaren në një ditë të ftohtë. Një aerosol më i fortë formohet kur vaji i zier në një tigan krijon një gaz (aerosol vaji) në dhomë, i cili mund të hiqet vetëm nga dhoma e ajrosur mirë.
Për më tepër, aerosoli i kondensimit mund të formohet si rezultat i reaksioneve të gazit që çojnë në formimin e produkteve jo të paqëndrueshme:
Gjatë djegies së karburantit, formohen gazrat e gripit, kondensimi i të cilave çon në shfaqjen e tymit të furrës;
Kur fosfori digjet në ajër, formohet tym i bardhë (P 2 O 5);
· kur NH 3 dhe HC1 e gaztë ndërveprojnë, formohet tym MH 4 C1 (tv);
· Oksidimi i metaleve në ajër, i cili ndodh në procese të ndryshme metalurgjike dhe kimike, shoqërohet me formimin e tymrave të përbërë nga grimca të oksideve të metaleve.
METODAT E SHPËRNDARJES
Aerosolet e shpërndarjes formohen gjatë bluarjes (spërkatjes) të trupave të ngurtë dhe të lëngshëm në një mjedis të gaztë dhe gjatë kalimit të substancave pluhur në gjendje të pezulluar nën veprimin e rrjedhave të ajrit.
Spërkatja e lëndëve të ngurta ndodh në dy faza:
bluarje dhe më pas spërkatje. Transferimi i një substance në një gjendje aerosol duhet të kryhet në kohën e aplikimit të aerosolit, pasi, ndryshe nga sistemet e tjera disperse - emulsionet, pezullimet, aerosolet nuk mund të përgatiten paraprakisht. Në mjediset shtëpiake, pothuajse i vetmi mjet për të marrë aerosolë të lëngshëm dhe pluhur është një pajisje e quajtur "paketimi aerosol" ose "kanaçe aerosol". Substanca në të paketohet nën presion dhe spërkatet duke përdorur gazra të lëngshëm ose të ngjeshur.
KARAKTERISTIKAT E PËRGJITHSHME TË AEROSOLËVE
Vetitë e aerosoleve përcaktohen nga:
Natyra e substancave të fazës së shpërndarë dhe e mjedisit të dispersionit;
Përqendrimi i pjesshëm dhe masiv i aerosolit;
Madhësia e grimcave dhe shpërndarja e madhësisë së grimcave;
Forma e grimcave primare (jo të grumbulluara);
Struktura e aerosolit;
Ngarkesa e grimcave.
Për të karakterizuar përqendrimin e aerosoleve, si dhe sistemet e tjera të shpërndara, përdoren përqendrimi në masë dhe përqendrimi numerik (i pjesshëm).
Përqendrimi në masë - masa e të gjitha grimcave të pezulluara në një njësi vëllimi të gazit.
Përqendrimi numerik - numri i grimcave për njësi vëllimi të aerosolit. Sado i madh të jetë përqendrimi numerik në momentin e formimit të aerosolit, pas disa sekondash ai nuk mund të kalojë 10 3 grimca/cm 3 .
PËRmasat e Grimcave të AEROSOLIT
Madhësia minimale e grimcave përcaktohet nga mundësia e ekzistencës së një substance në gjendjen e grumbullimit. Kështu, një molekulë uji nuk mund të formojë as gaz, as lëng, as të ngurtë. Për formimin e fazës kërkohen agregate prej të paktën 20-30 molekulash. Grimca më e vogël e një ngurte ose lëngu nuk mund të jetë më e vogël se 1 10 -3 μm. Për ta konsideruar një gaz si një mjedis të vazhdueshëm, është e nevojshme që madhësitë e grimcave të jenë shumë më të mëdha se rruga e lirë e molekulave të gazit. Kufiri i sipërm i madhësisë së grimcave nuk është i përcaktuar rreptësisht, por grimcat më të mëdha se 100 mikron nuk janë në gjendje të qëndrojnë pezull në ajër për një kohë të gjatë.
VETITË MOLEKULARO-KINETIKE TË AEROSOLËVE
Karakteristikat e vetive molekulare-kinetike të aerosoleve janë për shkak të:
Një përqendrim i ulët i grimcave të fazës së shpërndarë - kështu që, nëse 1 cm 3 hidrosol ari përmban 10 16 grimca, atëherë në të njëjtin vëllim aerosol ari ka më pak se 10 7 grimca;
Viskoziteti i ulët i mediumit të shpërndarjes - ajri, pra, koeficienti i ulët i fërkimit (B) që lind nga lëvizja e grimcave;
Dendësia e ulët e mediumit të shpërndarjes, pra pjesa ρ » ρ gaz.
E gjithë kjo çon në faktin se lëvizja e grimcave në aerosole është shumë më intensive sesa në liosole.
Le të shqyrtojmë rastin më të thjeshtë, kur aerosoli është në një enë të mbyllur (d.m.th., flukset e jashtme të ajrit janë të përjashtuara) dhe grimcat janë sferike me rreze r dhe densitet p. Një grimcë e tillë ndikohet njëkohësisht nga forca e gravitetit të drejtuar vertikalisht poshtë dhe forca e fërkimit në drejtim të kundërt. Përveç kësaj, grimca është në lëvizje Browniane, pasojë e së cilës është difuzioni.
Për të përcaktuar sasinë e proceseve të difuzionit dhe sedimentimit në aerosole, mund të përdoren vlerat
fluksi i difuzionit specifik i diff i
rrjedhje specifike sedimentimi i sed. .
Për të zbuluar se cila rrjedhë do të mbizotërojë, merrni parasysh raportin e tyre:
Në këtë shprehje, (p - p 0) » 0. Prandaj, madhësia e fraksionit do të përcaktohet nga madhësia e grimcave.
Nëse r > 1 μm, atëherë i sed » i dif, d.m.th., difuzioni mund të neglizhohet - ndodh sedimentimi i shpejtë dhe grimcat vendosen në fund të enës.
Nëse r< 0,01 мкм, то i сед « i диф. В этом случае можно пренебречь седиментацией - идет интенсивная диффузия, в результате которой частицы достигают стенок сосуда и прилипают к ним. Если же частицы сталкиваются между собой, то они слипаются, что приводит к их укрупнению и уменьшению концентрации.
Kështu, grimcat shumë të vogla dhe shumë të mëdha zhduken shpejt nga aerosoli: e para për shkak të ngjitjes në mure ose ngjitjes së bashku, e dyta - si rezultat i vendosjes në fund. Grimcat e madhësive të ndërmjetme kanë qëndrueshmërinë maksimale. Prandaj, sado i madh të jetë përqendrimi numerik i grimcave në momentin e formimit të aerosolit, pas disa sekondash ai nuk i kalon 10 3 pjesë/cm 3 .
VETITË ELEKTRIKE TË AEROSOLËVE
Vetitë elektrike të grimcave të aerosolit ndryshojnë ndjeshëm nga vetitë elektrike të grimcave në liosol.
1. DES nuk shfaqet në grimcat e aerosolit, pasi për shkak të konstantës së ulët dielektrike të mediumit të gaztë, disociimi elektrolitik praktikisht nuk ndodh në të.
2. Ngarkesa mbi grimcat lind kryesisht për shkak të përthithjes pa kriter të joneve, të cilat formohen në fazën e gazit si rezultat i jonizimit të gazit nga rrezet kozmike, ultraviolet ose radioaktive.
3. Ngarkesa e grimcave është e rastësishme dhe për grimcat e së njëjtës natyrë dhe madhësisë së njëjtë mund të jetë e ndryshme si në madhësi ashtu edhe në shenjë.
4. Ngarkesa e një grimce ndryshon në kohë si në madhësi ashtu edhe në shenjë.
5. Në mungesë të adsorbimit specifik, ngarkesat e grimcave janë shumë të vogla dhe zakonisht e tejkalojnë ngarkesën elektrike elementare jo më shumë se 10 herë.
6. Adsorbimi specifik është karakteristik për aerosolet, grimcat e të cilave formohen nga një substancë fort polare, pasi në këtë rast në sipërfaqen ndërfaqeje ndodh një kërcim mjaft i madh potencial, për shkak të orientimit sipërfaqësor të molekulave. Për shembull, në sipërfaqen ndërfaqesore të aerosoleve të ujit ose borës, ekziston një potencial elektrik pozitiv prej rreth 250 mV.
Dihet nga praktika se grimcat e aerosolit të metaleve dhe oksidet e tyre zakonisht mbajnë një ngarkesë negative (Zn, ZnO, MgO, Fe 2 0 3), dhe grimcat e aerosolit të jometaleve dhe oksidet e tyre (SiO 2, P 2 O 5) janë të ngarkuar pozitivisht. NaCl dhe grimcat e niseshtës janë të ngarkuara pozitivisht, ndërsa grimcat e miellit mbartin ngarkesa negative.
STABILITETI AGREGATIVE. KOAGULIMI
Ndryshe nga sistemet e tjera të shpërndara, aerosolet nuk kanë asnjë ndërveprim midis sipërfaqes së grimcave dhe mjedisit të gaztë, që do të thotë se nuk ka forca që pengojnë ngjitjen e grimcave me njëra-tjetrën dhe me trupat makroskopikë gjatë goditjes. Kështu, aerosolet janë sisteme totalisht të paqëndrueshme. Koagulimi në to ndodh sipas llojit të koagulimit të shpejtë, d.m.th., çdo përplasje e grimcave çon në ngjitjen e tyre së bashku.
Shpejtësia e koagulimit rritet me shpejtësi me rritjen e përqendrimit numerik të aerosolit.
Pavarësisht nga përqendrimi fillestar i aerosolit, pas disa minutash ka 10 8 -10 6 grimca në 1 cm 3 (për krahasim - në liosole ~ 10 15 grimca). Pra, kemi të bëjmë me sisteme shumë të holluara.
| Varësia e shkallës së koagulimit nga rritja e numrit të përqendrimit të aerosolit | |
| Përqendrimi numerik fillestar në 1 cm 3 | Koha e nevojshme për të reduktuar përqendrimin e aerosolit me 2 herë |
| Fraksione të sekondës | |
| 15-30 s | |
| 30 min | |
| Disa ditë | |
METODAT PËR SHKATËRRIMIN E AEROSOLËVE
Përkundër faktit se aerosolët janë agregativisht të paqëndrueshëm, problemi i shkatërrimit të tyre është shumë i mprehtë. Problemet kryesore, në zgjidhjen e të cilave bëhet e nevojshme të shkatërrohen aerosolet:
Pastrimi i ajrit atmosferik nga aerosolet industriale;
Kapja e produkteve të vlefshme nga tymi industrial;
Spërkatje ose shpërndarje artificiale e reve dhe mjegullës.
Aerosolet zbërthehen nga
shpërndarje nën veprimin e rrymave të ajrit ose për shkak të ngarkesave të njëjta të grimcave;
· sedimentimi;
Difuzioni në muret e enëve
· koagulimit;
· Avullimi i grimcave të fazës së shpërndarë (në rastin e aerosoleve të substancave të avullueshme).
Nga objektet e trajtimit, më i lashtë është oxhaku. Ata përpiqen të lëshojnë aerosole të dëmshme në atmosferë sa më lart që të jetë e mundur, pasi disa komponime kimike, duke u futur në shtresën sipërfaqësore të atmosferës nën ndikimin e dritës së diellit dhe si rezultat i reagimeve të ndryshme, kthehen në substanca më pak të rrezikshme (në Minierat Norilsk dhe Kombinati Metalurgjik, për shembull, një tub me tre kanale ka një lartësi 420 m).
Megjithatë, përqendrimi aktual i prodhimit industrial kërkon që emetimet e tymit t'i nënshtrohen trajtimit paraprak. Janë zhvilluar shumë metoda për shkatërrimin e aerosoleve, por secila prej tyre përbëhet nga dy faza:
e para është kapja e grimcave të shpërndara, ndarja e tyre nga gazi,
e dyta është parandalimi i rihyrjes së grimcave në mjedisin e gaztë, kjo për shkak të problemit të ngjitjes së grimcave të bllokuara, formimit të një depozite të fortë prej tyre.
KANSAT AEROSOL
Parimi i funksionimit të një kanaçe aerosoli është që ilaçi i vendosur në paketë të përzihet me një lëng evakuues, presioni i avullit të ngopur i të cilit është më i lartë se presioni atmosferik në intervalin e temperaturës në të cilin operohet paketa.
Përzierja nxirret nga cilindri nën ndikimin e presionit të avullit të ngopur mbi lëng.
Dihet se presioni i avullit të ngopjes së çdo substance të qëndrueshme përcaktohet vetëm nga temperatura dhe nuk varet nga vëllimi. Prandaj, gjatë gjithë kohës së funksionimit të cilindrit, presioni në të do të mbetet konstant, prandaj, diapazoni i grimcave dhe këndi i konit të spërkatjes do të mbeten praktikisht konstante.
Në varësi të natyrës së ndërveprimit të substancës së spërkatur me lëngun evakuues dhe gjendjes së tij të grumbullimit, sistemet në paketimin e aerosolit do të përbëhen nga një numër i ndryshëm fazash. Në rastin e tretshmërisë së ndërsjellë të përbërësve, formohet një tretësirë e lëngshme homogjene, në raste të tjera, një emulsion ose suspension dhe, së fundi, një sistem heterogjen, kur ilaçi dhe lëngu evakuues formojnë një sistem heterogjen makroskopik. Natyrisht, në rastin e parë, paketa e aerosolit përmban një sistem dyfazor - avull të lëngshëm dhe të ngopur. Kur një emulsion ose suspension lëshohet në atmosferë, vetëm mediumi i shpërndarjes shtypet - grimcat që rezultojnë, në rastin më të mirë, do të kenë përmasat që kishin në fazën e lëngshme.
Kur ilaçi dhe lëngu evakuues nuk përzihen ose përzihen me njëri-tjetrin në një masë të kufizuar, dhe njëri prej lëngjeve shpërndahet në tjetrin në formën e pikave të vogla, formohen emulsione.
Natyra e sistemit të formuar kur produkti del nga paketimi në atmosferë varet nga cili prej lëngjeve është faza e shpërndarë. Nëse faza e shpërndarë është një përgatitje, atëherë formohet një aerosol. Nëse faza e shpërndarë është një lëng evakuues, atëherë fitohet shkumë. Madhësia e grimcave të marra duke përdorur kanaçe aerosol varet nga vetitë fiziko-kimike të substancave që përbëjnë përgatitjen, raporti i përbërësve, tiparet e projektimit të kanaçes dhe kushtet e temperaturës së funksionimit të saj.
Shkalla e dispersionit mund të rregullohet: “duke ndryshuar madhësinë e prizës;
Duke ndryshuar presionin e avullit të ngopur të lëngut evakuues;
Me ndryshimin e raportit sasior të barit dhe agjentit evakuues.
EVAKUON SUBSTANCAT
Komponenti ndihmës më i rëndësishëm është një substancë që siguron lëshimin e ilaçit në atmosferë dhe shpërndarjen e tij pasuese. Këto substanca quhen shtytës (latinisht "pro-peilere" - për të përzënë). Lënda shtytëse duhet të kryejë dy funksione:
Krijoni presionin e nevojshëm për lirimin e drogës;
Shpërndani produktin e lëshuar në atmosferë. Freonet dhe gazrat e ngjeshur përdoren si shtytës. Freonët janë komponime organofluorine me peshë të ulët molekulare të serisë alifatike.
Është miratuar sistemi i mëposhtëm i përcaktimit të freonit: shifra e fundit (numri i njësive) nënkupton numrin e atomeve të fluorit në molekulë, shifra e mëparshme (numri i dhjetërave) është numri i atomeve të hidrogjenit të rritur me një, dhe e treta ( numri i qindra) është numri i atomeve të karbonit të reduktuar me një. Për shembull: F-22 është CHC1F 2, F-114 është C 2 C1 2 F 4 .
Substancat që përbëhen nga molekula të një strukture ciklike kanë gjithashtu një përcaktim numerik, por shkronja "C" vendoset para numrave, për shembull: C318 - C 4 F 8 (oktafluorociklobutan).
Si gazra të ngjeshur përdoren N 2, N 2 O, CO 2 etj.
PËRPARËSITË E PAKOVE AEROSOL
1. Transferimi i barit në një gjendje të shpërndarë imët ndodh për shkak të energjisë potenciale të shtytësit të lëngshëm dhe nuk kërkon përdorimin e ndonjë pajisjeje të jashtme.
2. Nuk nevojiten grykë për të krijuar aerosole.
3. Në një njësi kohe, një sasi e konsiderueshme e një substance mund të shpërndahet për të marrë grimca me përmasa të vogla - nëse do të përdoreshin metoda të tjera, do të kërkohej shumë më tepër energji.
4. Mënyra e mjegullimit është e qëndrueshme: madhësia e grimcave të marra, diapazoni i tyre i fluturimit, këndi në majë të konit gjatë gjithë periudhës së funksionimit ndryshojnë pak.
5. Dozimin e substancës së spërkatur mund ta rregulloni paraprakisht.
6. Ju mund të vendosni madhësinë e grimcave.
7. Shkalla e polidispersitetit të aerosolit është e ulët.
8. Të gjitha grimcat kanë të njëjtën përbërje kimike.
9. Sigurohet steriliteti i preparateve të spërkatura.
10. Ilaçi në paketim nuk bie në kontakt me oksigjenin atmosferik, gjë që siguron qëndrueshmërinë e tij.
11. Valvula vetëmbyllëse eliminon mundësinë e humbjes për shkak të derdhjes ose avullimit të pjesës së papërdorur të produktit.
12. Paketimi është gjithmonë gati.
13. Paketimi është kompakt. Lejon përdorimin individual ose grupor.
Paketat e para të aerosolit u shfaqën në vitet '80. Shekulli 20 në Europë. Gjatë Luftës së Dytë Botërore, Shtetet e Bashkuara morën drejtimin në zhvillimin e tyre. Në vitin 1941, u krijua një paketë aerosoli - një insekticid i paketuar në një enë qelqi. Freon-12 shërbeu si shtytës.
Në shkallë industriale, prodhimi filloi pas Luftës së Dytë Botërore në Shtetet e Bashkuara, dhe më pas në vende të tjera të botës.
APLIKIME PRAKTIKE TË AEROSOLËVE
Përdorimi i gjerë i aerosoleve është për shkak të efikasitetit të tyre të lartë. Dihet se një rritje në sipërfaqen e një substance shoqërohet me një rritje të aktivitetit të saj. Një sasi e vogël e një substance të spërkatur në formën e një aerosoli zë një vëllim të madh dhe ka një reaktivitet të lartë. Ky është avantazhi i aerosoleve ndaj sistemeve të tjera të shpërndara.
Përdoren aerosolet:
Në fusha të ndryshme të teknologjisë, duke përfshirë ushtrinë dhe hapësirën;
Në bujqësi; « në shëndetësi;
Në meteorologji; në jetën e përditshme etj.
Kohët e fundit, përgatitja e formave të dozimit në formën e aerosoleve është përdorur gjerësisht në praktikën farmaceutike. Përdorimi i substancave medicinale në formën e aerosoleve është i përshtatshëm në rastet kur është e nevojshme të veproni në sipërfaqe të mëdha me ilaçin (sëmundjet akute të frymëmarrjes, djegiet, etj.). Një efekt i madh jepet nga format e dozimit që përmbajnë substanca të lëngshme që formojnë film në përbërjen e tyre. Kur një ilaç i tillë spërkatet në zonën e prekur, ajo mbulohet me një film të hollë transparent që zëvendëson fashën.
Le të ndalemi më në detaje mbi përdorimin e paketimit të aerosolit.
Aktualisht, ka më shumë se 300 lloje të produkteve në pako aerosol.
Grupi i parë: kimikate shtëpiake.
Insekticidet janë preparate për shkatërrimin e insekteve.
Mjetet kundër molës.
Insekticide për kafshët shtëpiake.
Mjete për mbrojtjen e bimëve të brendshme dhe të kulturave të frutave dhe manaferrave nga sëmundjet kërpudhore dhe dëmtuesit.
Llak dhe bojëra.
Freskuesit e ajrit.
c Komponimet lustruese dhe pastruese.
Grupi i dytë:
Parfume dhe kozmetikë. « Produkte për kujdesin e flokëve (llaqe, shampo, etj.).
Shkuma rroje dhe xhel.
Krem për duart dhe këmbët.
Vaj për dhe kundër djegieve nga dielli.
Deodorantët.
Parfume, kolonja, ujë tualeti.
Grupi i tretë: aerosolet mjekësore.
Grupi i katërt: aerosolet teknike.
Vajra lubrifikues.
Veshje kundër korrozionit.
Filmat mbrojtës. lubrifikantë të thatë.
Emulsione për prerëset ftohëse në makinat e shpimit.
Grupi i pestë: aerosolet ushqimore.
AEROSOLET USHQIMORE
Kontejnerët e parë të ushqimit u shfaqën në vitin 1947 në SHBA. Ato përmbanin kremra për të dekoruar ëmbëlsira dhe ëmbëlsira dhe përdoreshin vetëm nga restorantet që i kthenin për t'u rimbushur. Prodhimi masiv i këtij lloji paketimi aerosol filloi vetëm në 1958.
Paketimi i ushqimit me aerosol mund të ndahet në tre grupe kryesore:
paketim që kërkon ruajtje në temperaturë të ulët;
paketim me trajtim pasues termik;
paketim pa trajtim të mëtejshëm termik.
Në ambalazhe aerosol prodhohen tre lloje të produkteve ushqimore: kremra, lëngje, pasta. Në pako aerosol mund të blini salcë sallate, djathë të përpunuar, lëngje, kanellë, majonezë, lëng domate, krem pana 30%, etj.
Rritja në prodhimin e aerosoleve ushqimore shpjegohet me sa vijon:
avantazhet ndaj llojeve konvencionale të paketimit;
zhvillimi i shtytësve të rinj;
përmirësim në teknologjinë e mbushjes.
Përparësitë e paketimit të aerosolit të ushqimit:
Lehtësinë e përdorimit;
duke kursyer kohë;
ushqimi paketohet në gjendje të përgatitur për konsum dhe shpërndahet nga paketimi në formë homogjene;
nuk ka rrjedhje të produkteve;
lagështia nuk humbet dhe nuk depërton në paketim;
aroma nuk humbet;
produkti mbahet steril.
Kërkesat e mëposhtme vendosen për formulimet e aerosolit ushqimor:
1. Lëndët shtytëse duhet të jenë të pastërtisë së lartë, jo toksike, pa shije dhe pa erë. Aktualisht, përdoren dioksidi i karbonit, oksidi i azotit, azoti, argoni dhe freoni C318.
2. Gazet e ngjeshur, të cilët kanë një tretshmëri shumë të kufizuar në tretësirat ujore, nuk mund të marrin pjesë në formimin e shkumës, e cila është e nevojshme për kremin pana, kremrat dekorativë, shkumet etj. Preferohet përdorimi i freonit C318 me këto produkte, megjithëse është shumë më e shtrenjtë.
Tabela 18.4 Shembuj të formulimeve të aerosoleve të ndryshme ushqimore
| Përbërësit e aerosolit | Sasia, % masë | |
| 1. Krem pana për sanduiçe me rostiçeri | ||
| Gjizë me krem | 50-60 | |
| 25-30 | ||
| Vaj vegjetal dhe aditivë aromatikë | 6-10 | |
| Freon С318 | 7 | |
| 2. Sheqer pluhur për dekorimin e ëmbëlsirave | ||
| Sheqeri | 55-60 | |
| Uji | 15-25 | |
| Vaj perimesh | ||
| të ngurta | 9-14 | |
| lëngshme | 3-5 | |
| Kripë | 0,1-0,3 | |
| Celuloza mikrokristaline | 1,0 | |
| aromat | 1-4 | |
| Emulsifikuesit | 0,5-1 | |
| Freon С318 | 7 | |
| 3. Mousse | ||
| Mjaltë ose shurup frutash | 78-83 | |
| Uji | 7-9 | |
| Vaj vegjetal (i ngurtë) | 3-5 | |
| Celuloza mikrokristaline | 1-2 | |
| Monogliceridet | 0,5-1 | |
| Poliesteret e sorbitolit | 0,05-1 | |
| Freon SZ18 | 7 | |
| Vazhdimi i tabelës 18.4 | ||
| Përbërësit e aerosolit | Sasia, % masë | |
| 4. Salcë dekorative në formë shkume | ||
| Mustardë (pluhur i bluar imët) | 0,94 | |
| Lëng limoni | 4,72 | |
| Uthull | 9,44 | |
| Uji | 34 | |
| Polisorbat 80 | 0,5 | |
| përzierje emulsifikuese | 2,25 | |
| Celuloza mikrokristaline | 2,5 | |
| Aditivë - stabilizues të shkumës | 4,59 | |
| Freon С318 + oksid azoti (Р=8 atm) | 7 | |
| 5. Salcë vaj-uthull në formë shkume | ||
| Uji | 11,80 | |
| Kripë | 1,96 | |
| Sheqeri | 1,47 | |
| Uthull | 22,81 | |
| Vaj ulliri | 61,75 | |
| Polisorbat 80 | 0,10 | |
| vaj hudhër | 0,12 | |
| vaj piper i zi | 0,10 | |
| Freon С318 | 10,0 | |
| 6. Salcë për kokrrat e misrit të pjekur | ||
| Kripë (shtesë) | 10,00 | |
| Vaj perimesh | 58,97 | |
| Aditivë të tjerë të naftës | 0,03 | |
| Bojë | 1,00 | |
| Freon-S318 | 10,00 | |
3. Përdorimi i freoneve jep një avantazh më shumë: gazrat e lëngshëm futen në formulimet e produkteve që lëshohen në formë shkume, në një sasi jo më shumë se 10% ndaj peshës, ndërsa zënë një vëllim relativisht të vogël. Kjo ju lejon të ngarkoni dukshëm më shumë produkte në cilindër - 90% të kapacitetit të cilindrit (në paketimet me gaz të ngjeshur, vetëm 50%) dhe garanton çlirimin e plotë të produktit nga paketa.
4. Zgjedhja e lëndës shtytëse diktohet nga lloji i produktit ushqimor dhe forma e synuar e dërgimit të tij (krem, lëng, paste). Përzierjet e CO2 të pastërtisë së lartë dhe oksidit të azotit e kanë provuar veten mirë. Për të marrë shkumë, përdoren përzierjet e freonit C318 me oksid azoti. Kremi për dekorimin e tortës i mbushur me këtë përzierje prodhon një shkumë të qëndrueshme që e ruan mirë ngjyrën. Për shurupet, CO2 konsiderohet shtytësi më i përshtatshëm.
Cilësia e shpërndarjes së përmbajtjes nga cilindri varet nga faktorët e mëposhtëm:
teknologjitë e përgatitjes së produkteve;
Stabilizues (celuloza mikrokristaline përdoret gjerësisht);
Zgjedhja e duhur e cilindrit dhe valvulës.
Për kanellën dhe lëngun e limonit, është krijuar një kokë spërkatëse e kontrollueshme, e cila mund të shpërndajë produkte sipas dëshirës ose në formën e pikave ose në formën e një avioni. Për ëmbëlsuesit artificialë përdoren valvula dozimi, një dozë që ata shpërndajnë korrespondon me një copë sheqer të sharruar, etj.
TRANSPORT AEROSOL
Transporti pneumatik përdoret gjerësisht në industrinë e bluarjes së miellit, drithërave, ushqimit, gjë që krijon kushte për futjen e automatizimit, rritjen e produktivitetit të punës dhe uljen e kostove. Sidoqoftë, përdorimi i transportit pneumatik shoqërohet me një shpenzim të madh të energjisë elektrike për të lëvizur një vëllim të madh ajri (1 kg ajër lëviz 5-6 kg material me shumicë).
Më progresiv është transporti i aerosolit, në të cilin arrihet një përqendrim i lartë i materialit në rrjedhën e ajrit për shkak të ajrimit të miellit në fillim të transportit dhe presionit të lartë të ajrit. Ajrimi thyen ngjitjen midis grimcave të miellit dhe fiton vetinë e rrjedhshmërisë, si një lëng, si rezultat, 1 kg ajër lëviz deri në 200 kg miell.
Impianti i transportit të aerosolit përbëhet nga një ushqyes, një mbingarkues, një tubacion materiali dhe një shkarkues. Elementi kryesor është ushqyesi, në të cilin ajri përzihet me materialin dhe përzierjes i jepet një shpejtësi fillestare, e cila siguron furnizimin e tij në tubacionin e materialit.
Futja e transportit të aerosolit bën të mundur rritjen e produktivitetit të mullinjve dhe reduktimin e konsumit specifik të energjisë.
Transporti aerosol është e ardhmja jo vetëm në mullirin e miellit, por edhe në industri të tjera që lidhen me përdorimin e materialeve me shumicë dhe pluhurave.
Aerosolet janë sisteme mikroheterogjene në të cilat grimcat e ngurta ose pikat e lëngshme janë pezull në një gaz (S/G ose L/G),
Sipas gjendjes së grumbullimit të fazës së shpërndarë, aerosolet ndahen në: mjegull (F/G); tymi, pluhuri (T/G); smog [(W+T)/G)].
Sipas dispersionit, aerosolet janë: mjegulla, tymi, pluhuri.
Ashtu si sistemet e tjera mikroheterogjene, aerosolet mund të merren nga tretësirat e vërteta (metodat e kondensimit) ose nga sistemet e trashë (metodat e dispersionit).
Pikat e ujit në mjegull janë gjithmonë sferike dhe tymi i grimcave mund të ketë forma të ndryshme në varësi të origjinës së tyre.
Për shkak të madhësisë shumë të vogël të grimcave të fazës së shpërndarë, ato kanë një sipërfaqe të zhvilluar në të cilën adsorbimi, djegia dhe reaksionet e tjera kimike mund të vazhdojnë në mënyrë aktive.
Vetitë molekulare-kinetike të aerosoleve janë për shkak të:
përqendrim i ulët i grimcave të fazës së shpërndarë; viskozitet i ulët i mediumit të shpërndarjes; dendësia e ulët e mjedisit të dispersionit.
Në varësi të madhësisë së grimcave të fazës së shpërndarë, ato ose mund të sedimentohen me shpejtësi (në r » 1 µm), ose mund të ngjiten në muret e enës ose të ngjiten së bashku (në r »0,01 µm). Grimcat me përmasa të ndërmjetme kanë qëndrueshmërinë më të madhe.
Aerosolet karakterizohen nga dukuritë e termoforezës, termoprecipitimit, fotoforezës.
Vetitë optike të aerosoleve janë të ngjashme me ato të liosoleve; megjithatë, shpërndarja e dritës prej tyre është shumë më e theksuar për shkak të ndryshimeve të mëdha në indekset e thyerjes së fazës së shpërndarë dhe të mjedisit të shpërndarjes.
Specifikimi i vetive elektrike të aerosoleve është se DES nuk shfaqet në grimca, ngarkesa e grimcave është e rastësishme dhe e vogël në madhësi. Kur grimcat i afrohen njëra-tjetrës, nuk ndodh zmbrapsja elektrostatike dhe ndodh koagulimi i shpejtë.
Shkatërrimi i aerosoleve është një problem i rëndësishëm dhe kryhet me sedimentim, koagulim, grumbullim pluhuri dhe metoda të tjera.
Pluhurat janë sisteme disperse shumë të përqendruara në të cilat faza e shpërndarë është grimca të ngurta, dhe mjedisi i shpërndarjes është ajri ose një gaz tjetër. Simboli: T/G.
Në pluhurat, grimcat e fazës së shpërndarë janë në kontakt me njëra-tjetrën. Tradicionalisht, shumica e materialeve me shumicë quhen pluhur, megjithatë, në një kuptim të ngushtë, termi "pluhura" përdoret për sisteme shumë të shpërndara me një madhësi grimcash më të vogël se një vlerë kritike e caktuar në të cilën forcat e ndërveprimit ndërgrimcash bëhen proporcionale me masë grimcash. Më të zakonshmet janë pluhurat me madhësi grimcash nga 1 deri në 100 mikron. Sipërfaqja specifike ndërfaqesore e pluhurave të tilla varion nga disa muaj (blozë) në fraksione prej m2/g (rërë të imët).
Pluhurat ndryshojnë nga aerosolet me një fazë të ngurtë të shpërndarë (gjithashtu T/G) nga një përqendrim shumë më i lartë i grimcave të ngurta. Pluhuri merret nga një aerosol me një fazë të ngurtë të shpërndarë gjatë sedimentimit të tij. Edhe suspensioni (S/L) kthehet në pluhur kur thahet. Nga ana tjetër, si një aerosol ashtu edhe një pezullim mund të bëhen nga një pluhur.
Klasifikimi i Pluhurit
1. Sipas formës së grimcave:
Ekuaksiale (kanë përafërsisht të njëjtat dimensione përgjatë tre akseve);
Fibroze (gjatësia e grimcave është shumë më e madhe se gjerësia dhe trashësia);
E sheshtë (gjatësia dhe gjerësia janë shumë më të mëdha se trashësia).
2. Nga bashkëveprimi ndërgrimcash:
Të shpërndara në mënyrë të lidhur (grimcat janë të lidhura me njëra-tjetrën, d.m.th., sistemi ka një strukturë të caktuar);
Shpërndarë lirisht (rezistenca në prerje është vetëm për shkak të fërkimit midis grimcave).
3. Klasifikimi sipas madhësisë së grimcave të fazës së shpërndarë:
Rërë (2≤10 -5 ≤ d ≤ 2∙10 -3) m;
Pluhuri (2∙10 -6 ≤ d ≤ 2∙10 -5) m;
Pluhur (d< 2∙10 -6) м.
METODAT E PRODHIMIT TË PLUHURAVE
Pluhurat, si çdo sistem tjetër shpërndarës, mund të merren me dy grupe metodash:
Nga ana e sistemeve të shpërndara të trashë - me metoda dispersioni;
Nga ana e zgjidhjeve të vërteta - me metoda kondensimi.
Zgjedhja e metodës varet nga natyra e materialit, qëllimi i pluhurit dhe faktorët ekonomikë.
METODAT E SHPËRNDARJES
Lëndët e para grimcohen në mullinj me rul, top, dridhje ose koloid, pasuar nga ndarja në fraksione, pasi si rezultat i bluarjes përftohen pluhura polidisperse (për shembull, mielli i së njëjtës klasë mund të përmbajë grimca nga 5 deri në 60 mikron).
Shpërndarja efikase mund të arrihet duke bluar suspensione shumë të koncentruara.
Për të lehtësuar shpërndarjen, përdoren reduktuesit e fortësisë, të cilët janë surfaktantë. Në përputhje me rregullin e barazimit të polaritetit, duke u përthithur në sipërfaqen e ngurtës së tokës, ato ulin tensionin sipërfaqësor, duke zvogëluar konsumin e energjisë gjatë shpërndarjes dhe duke rritur imtësinë e fazës së tokës.
Në disa raste, para-trajtimi i materialit kryhet para shpërndarjes. Pra, titani ose tantal nxehet në një atmosferë hidrogjeni, duke u shndërruar në hidride, të cilat grimcohen dhe nxehen në vakum - fitohen pluhura metalikë të pastër.
Kur merren pluhurat e flakëve, të cilat janë pjesë e bojrave dhe kompozimeve piroteknike, mullinjtë me top përdoren për bluarje. Topthat rrafshojnë dhe rrotullojnë grimcat e materialit të grimcuar.
Pluhurat me grimca të formës sferike nga metalet zjarrduruese (tungsten, molibden, niobium) merren në plazmën e harkut me temperaturë të ulët dhe shkarkimin me frekuencë të lartë. Duke kaluar nëpër zonën e plazmës, grimcat shkrihen dhe marrin një formë sferike, pastaj ftohen dhe ngurtësohen.
Gjatë shpërndarjes, përbërja kimike e materialit nuk ndryshon.
METODAT E KONDENSIMIT
Këto metoda mund të ndahen në dy grupe.
Grupi i parë i metodave shoqërohet me depozitimin e grimcave për shkak të koagulimit të soleve liofobike. Si rezultat i avullimit të tretësirës ose zëvendësimit të pjesshëm të tretësit (zvogëlimi i tretshmërisë), formohet një suspension dhe pasi filtrohet dhe thahet, fitohen pluhurat.
Grupi i dytë i metodave shoqërohet me reaksione kimike (kondensimi kimik). Metodat e kondensimit kimik mund të klasifikohen në bazë të llojit të reaksionit të përdorur:
1. Reaksionet e shkëmbimit ndërmjet elektroliteve. Për shembull, shkumësi i precipituar (pluhur dhëmbi) merret si rezultat i reagimit:
Na 2 CO 3 + CaC1 2 \u003d CaCO 3 + 2 NaCl.
2. Oksidimi i metaleve.
Për shembull, oksidi i zinkut shumë i shpërndarë, i cili është përbërësi kryesor i oksidit të zinkut, përftohet nga oksidimi i avullit të zinkut me ajër në 300°C.
3. Oksidimi i hidrokarbureve.
Llojet e ndryshme të blozës, e cila përdoret në prodhimin e gomës, plastikës, bojës së printimit, fitohen nga djegia e hidrokarbureve të gazta ose të lëngëta me mungesë oksigjeni.
4. Rikuperimi i oksideve të metaleve.
Reduktimi me gaz natyror, hidrogjen ose agjentë reduktues të ngurtë përdoret për të prodhuar pluhura metalikë shumë të shpërndarë.
Dhe shumë më tepër, pa të cilat vetë jeta është e paimagjinueshme. I gjithë trupi i njeriut është një botë grimcash që janë në lëvizje të vazhdueshme në mënyrë rigoroze sipas rregullave të caktuara që i binden fiziologjisë njerëzore. Sistemet koloidale të organizmave kanë një sërë vetive biologjike që karakterizojnë një gjendje të veçantë koloidale: 2.2 Sistemi koloidal i qelizave. Nga pikëpamja e fiziologjisë koloido-kimike...
Le të imagjinojmë tre shtresa horizontale A, B dhe C të kolonës sonë të gazit, me shtresën B të vendosur mbi A dhe A mbi C. Është gjithmonë e mundur të përftohet çdo sasi e një përzierjeje të përbërjes A duke përzier një vëllim nga shtresa C me një vëllimi nga shtresa B. Në të kundërt, çdo sasi e një përzierjeje të përbërjes A mund të zbërthehet në dy përzierje të përbërjes B dhe C.
Kjo përzierje dhe ndarje e dy gazeve mund të kryhet edhe në mënyrë të kthyeshme, duke forcuar tubacionet horizontale në A, B dhe C. Fundi i çdo tubi të tillë, i cili del nga kolona e gazit në pjesën e jashtme, mbyllet nga një pistoni. Tani do t'i shtyjmë pistonët nga brenda në shtresat B dhe C, duke i lëvizur ato, të themi, nga e majta në të djathtë, dhe në pikën A, përkundrazi, do ta shtyjmë pistonin jashtë, d.m.th., nga e djathta në të majtë. Pastaj, në B dhe C, disa masa gazi do të largohen nga kolona dhe, përkundrazi, një pjesë e vëllimit të përzierjes do të hyjë në A. Do të supozojmë se çdo tub i tillë përmban një masë të caktuar të një përzierjeje me të njëjtën përbërje si shtresa horizontale e kolonës së gazit me të cilën komunikon ky tub.
Më pas vlerat do të përcaktohen nga ekuacionet
Prandaj rrjedh se
Tani e ndajmë përzierjen në një mënyrë të kthyeshme dhe llogarisim punën e shpenzuar.
Ne futim në A vëllimin njësi të përzierjes, dhe nga B dhe nxjerrim, përkatësisht, vëllimet
Puna totale e bërë në këtë proces është
duke zëvendësuar vlerat këtu, shohim se kjo punë është e barabartë me zero.
Këtu ka disa hollësi: përzierjet B dhe në të cilat përzierja A u shpërthyen, ngrihen në lartësi të ndryshme dhe kështu fitojnë energji të ndryshme potenciale. Por meqenëse puna është zero dhe temperatura e sistemit është konstante, atëherë kjo është e mundur vetëm nëse sistemi ka dhënë ose ka marrë një sasi të caktuar nxehtësie. Duke ditur ndryshimin në energjinë potenciale, gjejmë sasinë e nxehtësisë që i komunikohet sistemit, dhe rrjedhimisht ndryshimin në entropinë.
Rritja e energjisë potenciale do të jetë
por është e barabartë me sasinë e nxehtësisë që i jepet sistemit, kështu që rritja në entropi do të jetë e barabartë me
Me një vlerë të tillë, shuma e entropive të vëllimit të përzierjes B dhe vëllimit të përzierjes C është më e madhe se entropia e një njësie vëllimi të përzierjes A. Nga këtu mund të gjenden vëllimet e përzierjeve B dhe B dhe C, shuma e entropive të së cilës është e barabartë me entropinë e një njësie vëllimi të përzierjes A; Për ta bërë këtë, ne sjellim vëllimet e përzierjeve B dhe C në një mënyrë izotermike të kthyeshme në vëllime dhe barazojmë shumën e rritjeve të entropisë së të dy përzierjeve në këtë proces me shprehjen (75), marrë me shenjën e kundërt.
Rritja e entropisë për përzierjen B do të jetë
Le të zëvendësojmë në ekuacionin (76) shprehjen për presionet në terma të dendësisë
