2.Опис установки

Схема установки представлена на рис.1. Установка складається з трьох скляних трубок (1), які заповнені різними рідинами: гліцерином, касторовою то соняшниковою олією. На поверхні кожної трубки нанесені мітки, що позначають початок та кінець шляху осадження частинок. У якості частинок застосовують сталеву, алюмінієву та капронову кульки (2). Трубки закріплені у рамі, яка обертається (3).

Рис.1. Схема установки

1 – трубка, 2 – кулька, 3 – рама, 4 – станина.

3. Результати вимірювань

Рідина – частинка	Висота осадження, hі, м	Час осадження, τі, с
Гліцерин – алюміній
Касторова олія – сталь
Соняшникова олія - капрон

4. Обробка результатів вимірювань

4.1 Визначають дійсну швидкість осадження кульок, м/с

(2)

4.2 Визначають число Архімеда

(3)

4.3 Визначають теоретичну швидкість осадження кульок, м/с

Якщо Ar ≤ 3,6, тоді для розрахунку теоретичної швидкості осадження використовують формулу Стокса

Якщо Ar ≥ 3,6, тоді для розрахунку теоретичної швидкості осадження використовують метод Лященко. Знаючи число Архімеда (Ar) використовують залежність Ly = f(Ar) (рис. 2), з якої визначають чисельне значення числа Лященко (Ly), далі визначають швидкість осадження

₍₄₎

4.4 Визначають коефіцієнт відхилення дійсної швидкості осадження від теоретичної, це коефіцієнт форми, який враховує відмінність форми частинки від форми кулі

₍₅₎

5. Характеристика частинок і рідин

Частинка	Густина частинки, ρч, кг/м3	Діаметр частинки, d, м	Рідина	Густина середовища, ρс, кг/м3	Динамічна в’язкість середовища, µс, Па·с
Алюміній	2700	3·10-3	Гліцерин	1240	0,870
Сталь	7850	2·10-3	Касторова олія	950	0,725
Капрон	1400	2,5·10-3	Соняшникова олія	825	0,047

Рис. 2. Залежність числа Re і Ly від числа Ar для осадження однієї частинки в нерухомому середовищі: 1 і 6 – кулькоподібні; 2-округлі; 3-кутасті; 4-подовжені; 5-пластинчасті.

6. Звіт о виконаної роботі повинен містить:

1. Мета роботи.

2. Основні теоретичні положення.

3. Схема установки.

4. Таблиця вимірювань.

5. Результати розрахунків , Ar, ,φ.

6. Висновки.

7. Контрольні питання

1. Які системи називають неоднорідними?

2. Які задачі вирішують гідромеханічні процеси?

3. Що є рушійною силою процесу осідання?

4. На що впливає швидкість осідання частинок?

5. Від чого залежить швидкість осідання?

6. Способи інтенсифікації процесу осідання.

7. Приклади коагулянтів та їх призначення.

8. Наведіть формулу Стокса.

9. Методика визначення швидкості дослідним шляхом.

10. Методика визначення швидкості розрахунковим шляхом.

Лабораторна робота № 4

ВиПРОБУВАННЯ вІДСТІЙНИКА

Мета роботи: вивчення процесу розділення суспензії у полі сил тяжіння; визначити діаметр частинок для яких розраховано відстійник.

1. Теоретичні відомості

Осадження – це процес розділення рідких і газових неоднорідних систем під дією гравітаційних сил або відцентрових сил, або сил електричного поля. Відповідно розрізняють гравітаційне відстоювання, центрифугування та електроочищення. Гравітаційне відстоювання здійснюється у відстійниках.

Відстійники проектують у розрахунку на осідання найдрібніших частинок, що містяться у суспензії. Тривалість перебування суспензії в апараті має бути більша за час осідання частинок найменшого розміру на дно апарата з відповідної висоти (τ_п ≥ τ_о). Тривалість перебування суспензії, с:

(1)

де ω_п – швидкість потоку рідини у відстійнику, м/с;

l – довжина відстійника, м.

Час осідання частинок на дно апарата, с:

(2)

де ω_сm – швидкість осідання у стиснутих умовах, м/с;

h – висота рівня суспензії у відстійнику, м.

При незначній концентрації частинок у суспензії, останні рухаються не торкаючись одна одної – це вільне осідання. У разі збільшення концентрації частинок умови осідання характеризуються тертям між частинками та їх взаємними зіткненнями. Таке осідання називається стисненим. Швидкість осідання у стиснутих умовах, м/с:

(3)

де ω_ос – швидкість вільного осідання, м/с.

Продуктивність відстійника по освітленій рідині визначається з рівняння:

, м³/с (4)

де F – площа відстійника, м²;

Згідно з рівнянням (4) продуктивність відстійника залежить від площі поверхні осідання та швидкості осідання і не залежить від його висоти.