Файл: Лабораторная работа определение дисперсного состав пыли.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2023
Просмотров: 44
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА – ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВ ПЫЛИ
ВОПРОС 1
Все химические вещества существуют в земной природе преимущественно в составе различных дисперсных систем.
Дисперсные системы – это многокомпонентные гетерофазные смеси различного агрегатного состояния, состоящие из сплошной, непрерывной фазы (дисперсионной среды), и прерывистой дисперсной фазы в виде частиц различного размера, формы и агрегатного состояния.
Дисперсные системы в природе чрезвычайно распространены и многообразны. Практически любая реальная система химических веществ является дисперсной. Например, земная атмосфера, природные воды, почва, грунты, различные изделия и материалы и др. относятся к дисперсным системам. В этой связи любая классификация не может полностью охватить всё многообразие дисперсных систем, существующих в природе и используемых в технологической практике. Существуют различные способы классификации дисперсных систем. В качестве наиболее характерных признаков можно выделить: 1) размер частиц дисперсной фазы; 2) агрегатное состояние частиц дисперсной фазы и дисперсионной среды; 3) форма частиц дисперсной фазы; 4) интенсивность межфазового взаимодействия; 5) наличие структурообразования между частицами дисперсной фазы.
ВОПРОС 2
Пылью называют дисперсную систему, состоящую из мельчайших твердых частиц, находящихся в газовой среде во взвешенном состоянии (аэрозоль) или осевших (аэрогель).
Аэрозолями называются двухфазные системы, состоящие из газообразной или воздушной дисперсионной среды и взвешенных в ней весьма мелких твердых либо жидких частиц, называемых дисперсной фазой. В зависимости от природы аэрозоли подразделяют на естественные и искусственные. Естественные аэрозоли образуются под воздействием природных сил, например, при вулканических явлениях, сочетании ветра с эрозией почвы, атмосферных явлениях. Искусственные аэрозоли образуются в результате хозяйственной деятельности общества. Важное место среди них занимают промышленные аэрозоли.
ВОПРОС 3
Аэрозоль представляет собой дисперсную систему, в которой дисперсной средой является газ, в частности, воздух, а дисперсной фазой — твердые или жидкие частицы. Наиболее мелкие (тонкие) аэрозольные частицы по размерам близки к крупным молекулам, а для наиболее крупных наибольший размер определяется их способностью более или менее длительное время находиться во взвешенном состоянии. Обычно речь идет о частицах размером до 100— 200 мкм, а по некоторым представлениям до 500 мкм.
ВОПРОС 4
Запыленность воздуха — это масса частиц, присутствующих в единице объема воздуха. Твердые частицы, содержащиеся в атмосфере, могут классифицироваться следующим образом: - крупные частицы, диаметром в среднем 20 мкм; - полутонкая пыль, диаметром от 0,1 до 5 мкм. - тонкая (микроскопическая) пыль, диаметром менее 0,001 мкм. Атмосферные частицы в большинстве своем имеют диаметр от 0,1 до 5 мкм. Запыленность воздуха является одной из самых распространенных проблем современности.
ВОПРОС 5
Насыпная плотность – это отношение веса рыхлого материала к его объему, полученному при свободной засыпке в емкость. Она состоит из плотности твердого вещества, воды и воздуха, которые заполняют поры и промежутки между отдельными частицами. Измеряется в кг/м³, г/см³, т/м³.
ВОПРОС 6
Под удельной поверхностью пыли понимают отношение поверхности всех частиц к их массе или объему.
Значение удельной поверхности позволяет судить о дисперсности пыли. От удельной поверхности зависят многие свойства пыли и пылевидных материалов, например, прочность бетона, горение пылевидного топлива.
Определение удельной поверхности пыли основано на зависимости ее воздухопроницаемости от слоя пыли (пылевидного материала).
Для определения удельной поверхности пыли (пылевидного материала) при непостоянном количестве воздуха, протекающего через кювету с исследуемым материалом, применяют прибор ПСХ-2. При постоянном расходе воздуха применяют прибор Товарова.
ВОПРОС 7
Дисперсность (дисперсный состав пыли)
Размер частиц является основным ее параметром.
Дисперсность - степень измельчения вещества. Под дисперсным (зерновым, гранулометрическим) составом понимают распределение частиц аэрозолей по размерам. Он показывает, из частиц какого размера состоит данный аэрозоль, и массу или количество частиц соответствующего размера.
Дисперсность в значительной мере определяет свойства аэрозолей. В результате измельчения изменяются некоторые свойства вещества и приобретаются новые. Это вызвано, в основном, тем, что при диспергировании вещества многократно увеличивается его суммарная поверхность. Например, при измельчении тела, имеющего форму куба и размеры 20×10×10 мм, и превращении его в частицы кубической формы с размером 1 мкм, суммарная поверхность материала возрастет в 10000 раз и станет равной 6 м2 (вместо 600 мм
2).
В результате резкого увеличения суммарной поверхности вещества повышается поверхностная энергия, что влечет за собой увеличение физической и химической активности. Очень быстро и интенсивно протекают реакции окисления этих веществ. О повышении физической активности говорит, например, то, что измельченные вещества растворяются во много раз быстрее, чем исходный материал.
Во взвешивающей газообразной среде присутствует влага, пары кислот, щелочей. В результате их поглощения свойства частиц отличаются от свойств исходного материала.
Дисперсный состав характеризует аэрозоль с различных сторон. Кроме физических и химических свойств, дисперсный состав определяет в значительной мере характер и условия распространения аэрозолей в воздушной среде. Мелкодисперсная пыль осаждается значительно медленнее, а особо мелкодисперсная пыль практически вовсе не осаждается. Таким образом, рассеивание пылевых частиц в воздухе в значительной мере определяется дисперсным составом пыли. Важнейший вопрос пылеулавливания - выбор пылеулавливающего оборудования - решается главным образом на основании дисперсного состава пыли.
Дисперсный состав пыли имеет первостепенное значение для разработки и совершенствования пылеулавливающих аппаратов и систем, а также для осуществления мероприятий по предотвращению выделения пыли и ее распространению.
Дисперсный состав аэрозолей определяют лабораторными исследованиями с использованием различных методов.
Имеется несколько способов выражения размеров пылевых частиц: по диаметру частицы; по размеру в свету наименьших размеров ячеек сита, через которые проходят данные частицы; по диаметру шарообразных частиц, имеющих такую же массу; по наибольшему линейному размеру частиц неправильной формы; по диаметру условных шарообразных частиц, обладающих при одинаковой плотности скоростью витания, равной скорости витания данной пылевой частицы. Частицы промышленной пыли имеют различную форму (шарики, палочки, пластинки, иглы, чешуйки, волокна и т.д.). Частицы пыли могут коагулироваться и объединяться в агломераты, поэтому понятие размера частицы условно. Точно размер частицы может быть выражен диаметром шарообразной частицы. Однако частицы такой формы практически не встречаются.
Поэтому для выражения размера частицы пользуются понятиями эквивалентный диаметр, седиментационный диаметр и др.
Эквивалентный диаметр частицы неправильной формы - диаметр шара, объем которого равен объему частицы, или диаметр круга, площадь которого одинакова с площадью проекции частицы.
Седиментационный диаметр частицы - диаметр шара, скорость оседания и плотность которого соответственно равны скорости оседания и плотности частицы неправильной формы.
При этом сама частица может иметь произвольную форму. Пылевые частицы различной формы при одной и той же массе оседают с разной скоростью. Чем ближе их форма к сферической, тем быстрее они оседают.
Интервал дисперсности аэрозольных частиц весьма велик: от 10-7 до 1 см. Нижний предел определяется возможностью длительного самостоятельного существования весьма малых частиц; верхний предел ограничен тем, что крупные частицы весьма быстро осаждаются под действием сил тяжести и во взвешенном состоянии практически не наблюдаются.
Весь диапазон размеров частиц разбивают на фракции. Фракция объединяет частицы, находящиеся в пределах одного интервала размеров рекомендуемой шкалы. Например, применяют следующую шкалу размеров пылевых частиц: 1 — 1,3 — 1,6 — 2,0 — 2,5 — 3,2 — 4,0 — 5,0 — 6,3 — 8,0 — 13— 16 — 20 — 25 — 32 — 40 — 50 — 63 мкм.
Дисперсный состав пыли представляют в виде таблицы или графика.
В таблице дается распределение пыли по фракциям в процентах от общей массы. Пример приведен в таблице 1.
Таблица 1 - Дисперсный состав пыли
Результаты определения дисперсного состава могут быть представлены в виде таблицы, в которой приведены проценты массы или числа частиц, с размерами меньше или больше заданного. Пример - таблица 2.Таблица 2 - Фракции пыли с частицами меньше или больше заданного размера
Совокупность всех фракций аэрозоля называют фракционным составом его дисперсной фазы, которую можно представлять графически. Откладывая по оси абсцисс значения интервалов, составляющих фракции, а по оси ординат - доли или процентные содержания частиц соответствующих фракций, получают гистограммы - ступенчатые графики фракционного состава.
Теоретически обосновано, что дисперсность пыли, образующейся при измельчении материала в течение достаточно длительного времени, подчиняется логарифмически нормальному закону распределения.
Дисперсность аэрозолей характеризует также медианный диаметр.
Медианным (средним) диаметром d 50 называют такой размер частиц, по которому массу аэрозоля можно разделить на две равные части: масса частиц мельче d 50 составляет 50 % всей массы пыли, так же как и масса частиц крупнее d 50.
ВОПРОС 8
ВОПРОС 9
Сущность способа квартования заключается в том, что на развернутую в диск пробу накладывается металлическая крестовина, которую несколько раз двигают в диагональных направлениях. В результате манипуляции диск разделяется на четыре равных сектора. Материал двух противоположных секторов объединяется, он и представляет собой сокращенную пробу. Материал двух других секторов направляется в отвал.
ВОПРОС 10
Эффективность пылеулавливание определяется, как правило, отношением массы частиц пыли, уловленных (осажденных) в пылеуловителе, к массе частиц пыли на его входе.
Процесс очистки газов от твердых и капельных примесей в различных аппаратах характеризуется рядом параметров, в том числе общей эффективностью очистки:
η=(Свх-Свых)/Свх,
где Свх и Свых - массовые концентрации примесей в газе до и после пылеуловителя (фильтра).
ВОПРОС 11
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха от предприятий текстильной промышленности являются места загрузки и пересыпки сырья, смесители, сушильные барабаны, ворсовальные агрегаты, шлифовальные станки, прядильные и чесальные машины, оборудование для опаливания тканей, окраски или печати текстильного материала, барабаны для специальной обработки изделий. В выбросах предприятий текстильной промышленности присутствуют диоксид серы (3,9% суммарного выброса в атмосферу), оксид углерода (34,9%), твердые вещества (11,8%), оксиды азота (7,4%), летучие органические соединения - ЛОС (12,6%), прочие газообразные и жидкие вещества (40,2%) и др.
Текстильная промышленность имеет дело с волокнистыми материалами: хлопковыми, льняными, конопляными, шерстяными и искусственными, подвергающимися прядению, ткачеству и отделке. Эти материалы разрыхляются, очищаются от примесей, формируются в пряжу, пропитываются, сушатся и ткутся. Все эти процессы сопровождаются образованием большого количества пыли. Состав этой пыли может быть очень разнообразным и зависит от исходного сырья. Кроме хлопковой пыли