Описание установки
Установка представляет собой отстойную центрифугу. На массивном основании смонтирован электродвигатель, на вал которого насажен ротор с гнездами, куда вставляются пробирки с исследуемой суспензией. На кожухе расположен переключатель, ручкой которого осуществляется ступенчатая регулировка скорости вращения электродвигателя (рис. 5.1).
Рис. 5.1 Схема устройства центрифуги: 1 – электродвигатель, 2 ротор, 3,6 – гнезда, 4 – пробирки, 5 – переключатель
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с устройством лабораторной центрифуги.
2. Приготовить суспензию мел – вода в соотношении 1:3 (по объему) Замерить температуру суспензии.
3. Наполнить суспензией две противолежащие пробирки. Поместить пробирки в центрифуге диаметрально.
4. Закрыть крышку и включить центрифугу при скорости вращения n = 1000 об./мин. Время центрифугирования τц = 5 – 10 с (по заданию лаборанта).
5. По окончании процесса замерить высоту осветленной жидкости h.
6. Опыт повторить при скоростях вращения 1500 и 3000 об./мин.
7. Поставить пробирку с перемешенной суспензией в штатив для определения времени отстаивания τот до высот осветленной жидкости, равных высотам после центрифугирования при разных скоростях вращения ротора центрифуги.
8. Результаты измерений занести в таблицу 5.1.
Обработка результатов опытов
Таблица 5.1
№ опыта |
Скорость вращения ротора n, с-1 |
Время центрифугирования τц, с |
Высота осветленной жидкости h, м |
Время отстаивания τот, с |
|
|
|
|
|
1. Рассчитываем скорость центробежного отстаивания, м/с
(5.6)
2. Определив
отношение
рассчитываем
υот.
3. По (5.1) рассчитываем диаметр осаждаемых частиц при разных скоростях отстаивания. Плотность ρ и коэффициент динамической вязкости μ воды определяют в зависимости от температуры по табл. XXXIX [2, c. 537]. Насыпная плотность мела ρт = 1300 кг/м3.
4. По (5.4) рассчитывают фактор разделения, учитывая, что
R = 0,085 + h.
5. Результаты заносят в таблицу 5.2.
6. Строят зависимость dт = f(n).
Таблица 5.2.
№ п/п |
Скорость центробежного отстаивания υц, м/с |
Скорость гравитационного отстаивания υот, м/с |
Диаметр осаждаемых частиц dт, м |
Радиус вращения R, м |
Фактор разделения Кр |
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Методы разделения неоднородных систем.
2. Процесс центрифугирования. Фактор разделения.
3. Отстойные и фильтрующие центрифуги.
4. Какую роль выполняет центробежная сила в фильтрующей и отстойной центрифуге?
5. Факторы, влияющие на скорость процесса центрифугирования.
6. Можно ли разделить в центрифуге суспензию, состоящую из жидкости и твердых частиц, если жидкость и частицы имеют одинаковую плотность?
7. Методика расчета отстойных центрифуг.
8. Использование процесса центрифугирования в производстве строительных материалов.