Осаждение под действием сил тяжести (отстаивание)

При ламинарном движении тело окружено пограничным слоем жидкости, который с увеличением скорости осаждения начинает отрываться от поверхности тела.

За двигающимся телом понижается давление и образуется завихрения. Таким

образом, образуется разность давлений на лобовую и кормовую поверхности, и она

больше, чем при ламинарном обтекании.

При дальнейшем увеличении критерия Re наступает область, в которой лобовое сопротивление становится преобладающим и сопротивлением трения можно пренебречь. Наступает автомодельный режим, в котором сопротивление не зависит от

скорости. При концентрации частиц в суспензии более 5% они начинают влиять друг на друга. Такое осаждение называется стесненным, при этом скорость осаждения снижается.

Если осаждается полидисперсная фаза, то скорость осаждения самых мелких частиц самая низкая. Такой слой осаждается более сложно: скорость осаждения крупных частиц замедляется; скорость осаждения самых мелких увеличивается – возникает коллективное осаждение.

При разделении суспензий образуется осветленная жидкость и осадок.

Грубые суспензии с невысокой долей твёрдой фазы, имеющие крупные частицы, плотность которых выше плотности жидкости, способны разделяться под действием силы тяжести – седиментировать. Эти системы разделяют отстаиванием в одноярусных и многоярусных отстойниках непрерывного действия.

Отстаивание широко используют при очистке воды в системах гидротехнических сооружений, водоснабжения, канализации; при обезвоживании и обессоливании сырой нефти; во многих процессах химической технологии. Отстаивание применяют также при амбарной очистке буровых промывочных жидкостей; очистке жидких нефтепродуктов (масел, топлив) в различных машинах и технологических установках.

Разделение в циклонах, отстойное центрифугирование

Производительность циклонов и центрифуг выше производительности отстойников и в них можно эффективно отделять мелкие частицы: в центрифугах размером порядка 1 мкм, в циклонах - порядка 10 мкм.

Центрифугирование - процесс разделения суспензий или эмульсий в поле центробежных сил, возникающих при вращении сплошного или перфорированного барабана с загруженной в него смесью. Аппараты для центрифугирования называются центрифугами. Различают отстойные центрифуги, применяемые для отстаивания, и фильтрующие центрифуги, служащие дли фильтрации. Центрифуги могут быть с горизонтальным и вертикальным расположением вала ротора, периодического и непрерывного действия.

Центрифуги применяют в процессе депарафинизации масел, когда использование фильтрации затруднено вследствие малой величины образующихся кристаллов, низкой скорости фильтрации и быстрой забивки отверстий фильтрующей ткани мелкими кристаллами.

Электроочистка

Достоинствами электроочистки являются: высокая степень очистки; малые энергозатраты; возможность полной автоматизации. К недостаткам метода следует отнести высокую металлоемкость, громоздкость электрофильтров и значительные капитальные затраты.

Электропроводность жидкости оказывает решающее влияние на процесс электроочистки, так как этот метод непригоден для очистки электролитов и им можно пользоваться только для очистки диэлектрических жидкостей. Электропроводность жидкостей отражается также на процессе их фильтрования, так как от ее величины зависит электрокинетический потенциал фильтрующей перегородки, а его величина и знак влияют на скорость фильтрования. От электропроводности жидкости зависит также электрокинетический потенциал загрязняющих ее твердых частиц, влияющий на процесс их агрегирования, что отражается на скорости отстаивания.

Применяется система электродов игла-плоскость и провод-плоскость. Продолжительность процесса электроочистки составляет 1-1.5 ч и определяется для каждого конкретного случая по наивысшей степени очистки масла. Способ позволяет удалить 95-97% загрязнений.

Практически на поверхности всех твердых частиц, находящихся в жидкости, образуется двойной электрический слой, состоящий из зарядов противоположного знака. От толщины образовавшегося слоя зависит способность частиц к агрегированию, ускоряющему процесс осаждения и фильтрования, а от знака и величины заряда частицы — эффективность электроочистки.

М етод также применяется для очистки воды и газов.