Государственный

где _ч, _ж – плотность частицы и жидкости соответственно, кг/м³; g – ускорение свободного падения; d – диаметр частицы, м.
Согласно закону Стокса сила сопротивления F_c движению частицы пропорциональна ее скорости _ос, т.е
F_c  3d_{ос .}
В случае установившегося движения силы F_с и F_р равны между собой, тогда

d ³
   

 

₆ g _ч
ж ⊳ 3 d
ос _.

Уравнение позволяет определить скорость осаждения или всплытия
(отстаивания) _ос из соотношения

ч
_{ } gd ²    
ж

^ос 18 ^.
Из этого уравнения следует, что _ос возрастает с увеличением квадрата диаметра частицы, разности плотностей частицы и жидкости, и с уменьшением вязкости среды.
Однако необходимо отметить, что приведенные уравнения справедливы при условии, что все частицы имеют шарообразную форму. Это является определенным допущением. Поэтому на практике учет отклонений формы частиц производят с помощью поправочных коэффициентов 
для частиц овальной формы  = 0,77., для угловатых частиц  = 0,66.,
для продолговатых частиц  = 0,58., и для пластинчатых частиц  = 0,43.
Проектирование отстойников необходимо вести по оценке скорости осаждения допустимо мелких частиц, находящихся в исходной смеси. Поэтому осаждение таких частиц будет иметь место лишь, в том случае, если продолжительность осаждения будет меньше или равна продолжительности пребывания движущейся жидкости в отстойнике.

2. Разделение смесей методом фильтрования

Основное кинетическое уравнение процесса фильтрования через зернистый слой имеет вид

dV F  d
p
^ l  r ^,

где dV/dτ – производная по времени от объёмной производительности
фильтрата,м³/с; F – площадь фильтра, м²; Δр – разность давлений по разные стороны фильтрующей перегородки, Па; l – характерный размер длины

перегородки, определяется по формуле -
^{r } d ² ²   ^{3 ,}

где η – коэффициент вязкости, Па∙с; ε – доля пустот в фильтрующей

перегородке,
^d_Э - эквивалентный диаметр фильтрующего канала, м, Φ –

коэффициент формы каналов.
Постоянную разность давлений для обеспечения стационарности процесса фильтрации можно создавать различными способами. Так, например, если в пространство над гетерогенной системой подать сжатый воздух, или же под фильтровальной перегородкой создать разряжение вакуум-насосом, то фильтрация в обоих случаях будет осуществляться при постоянной разности давлений. При этом скорость процесса фильтрования обычно постепенно уменьшается, так как увеличивается толщина осадка.
Распространенный способ фильтрования, когда гетерогенную систему подают поршневым насосом с постоянной производительностью. В этом случае процесс фильтрования идет при постоянной скорости. Если же насос не обеспечивает постоянства расхода, то фильтрование идет при переменных значениях и давлении и скорости.
При разделении гетерогенной системы с небольшой концентрацией твердой фазы применяют фильтровальные вспомогательные вещества: диатомит, перлит, асбест, активированный уголь, древесную муку, которые наносят предварительно на фильтровальную перегородку в виде слоя толщиной не более 50 мм.
Процесс фильтрования существенным образом зависит от того, совпадают ли или противоположны направления действия сил тяжести и направление движения гетерогенной системы. Когда направление движения противоположно направлению действия сил тяжести, то это приводит к затруднению образования осадка.
В производстве под фильтрованием понимают не только разделение системы на фильтрат и осадок, но и последующие операции промывки и просушки осадка на фильтре.
В качестве фильтрующих материалов применяют естественные хлопчатобумажные (бельтинг, бязь, миткаль), искусственные (капрон, нейлон) и шерстяные ткани, а также плетеные и штампованные металлические сетки, песок, гравий и пористые керамические материалы.

жүктеу/скачать 2.65 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: