2.Опис установки

Схема установки представлена на рис.1. Установка складається з циліндричного каналу – відстійника (1) для розділення суспензії. Над відстійникам розташовано напірний бак (2) з мішалкою для створення суспензії. Витрату суспензії регулюють краном (3), і вимірюють за допомогою секундоміра та мірної посудини (4). Густина частинок ρ_ч = 2200 кг/м³.

Рис.1. Схема установки

1 – відстійник, 2 – напірний бак, 3 – кран, 4 – мірна посудина, 5 – суспензія, 6 – осад, 7 – прояснена рідина.

3. Результати вимірювань

Температура суспензії, t, °C	Об’єм освітленої рідини, Vр, м3	Час збору освітленої рідини, τ, с	Діаметр відстійника, d, м	Висота рівня суспензії у відстійнику, h,м.	Довжина відстійника, l, м

4. Обробка результатів вимірювань

4.1 За температурою суспензії, t, °C Визначають з таблиці 1 додатка густину ρ_с, (кг/м³) та динамічну в’язкість µ_с, (Па·с) дисперсійного середовища

4.2 Визначають витрату рідини у відстійнику, м³/с

(5)

4.3 Визначають площу поперечного перерізу відстійника, м²

(6)

4.4 Визначають швидкість потоку рідини у відстійнику, м/с

₍₇₎

4.5 Визначають швидкість осідання у стиснутих умовах, м/с

(8)

4.6 Визначають швидкість вільного осідання частинки, м/с

(9)

4.7 Визначають, використовуючи формулу Стокса, діаметр частинок, для яких розраховано відстійник, м

(10)

5. Звіт о виконаної роботі повинен містить:

1. Мета роботи.

2. Основні теоретичні положення.

3. Схема установки.

4. Таблиця вимірювань.

5. Результати розрахунків V, f, ω_n, ω_cm, ω_oc, d.

6. Висновки.

5. Контрольні питання

1. Які системи називають неоднорідними?

2. Які задачі вирішують гідромеханічні процеси?

3. Під дією яких сил можливо розділяти неоднорідні системи?

4. Які частинки осідають першими: великі, середні чи малі?

5. Як визначають тривалість перебування суспензії в апараті?

6. Як визначають час осідання частинок на дно апарата?

7. Яка умова повинна виконуватись при розрахунку відстійника?

8. Що таке вільне та стиснене осідання?

9. Як розрахувати продуктивність відстійника?

10. Від чого залежить продуктивність відстійника?

Лабораторна робота № 5

ВИПРОБУВАННЯ РАМНОГО ФІЛЬТР-ПРЕССА

Мета роботи: ознайомитися з пристроєм фильтр-преса; визначити константи рівняння фільтрації і продуктивність фільтру по фільтрату, побудувати графік швидкості фільтрації.

1. Теоретичні відомості

Процес фільтрації застосовується для розділення неоднорідних гетерогенних систем. Фільтруванням називається процес розділення неоднорідних систем з твердою дисперсною фазою, заснованою на затриманні твердих частинок пористими перегородками, які пропускають дисперсійне середовище. Рушійною силою фільтрування є різниця тисків до і після фільтрувальної перегородки ΔΡ.

При проходженні рідкої системи через перегородку, що фільтрує, можливі три випадки:

1. Частинки не потрапляють в пори перегородок, при цьому утворюється шар осаду.

2. Частинки дисперсної системи проникають в пори перегородок і закупорюють пори, не утворюючи осаду.

3. Проміжний вид фільтрування, коли частинки утворюють осад і проникають в пори. .

В харчовій промисловості суспензії фільтрують на рамних фильтр - пресах під надлишковим тиском. Тверді частинки суспензії при фільтруванні затримуються фільтрувальною перегородкою, на якій утворюється шар осаду. Після цього процес відділення твердих частинок від зовнішньої рідкої фази відбувається вже в шарі осаду, проходячи крізь пори.

Експериментально встановлено, що рідина, що фільтрує, через пори осаду протікає в ламинарном режимі. Тому виведення рівняння фільтрації ґрунтується на законі ламинарного руху рідини в капілярах, вираженим законом Пуазейля і має вигляд:

V² + 2V·V_екв= К·τ (1)

де V – об’єм фільтрату який пройшов крізь 1м² фільтрувальної перегородки за час τ,

V_екв – об’єм фільтрату, при проходженні якого крізь 1м² фільтрувальної перегородки на ній утворюється шар осаду; опір якого дорівнює опору фільтрувальної перегородки.

V_екв, К – константи фільтрування, V_екв характеризує гідравлічний опір фільтрувальної перегородки, К – режим процесу фільтрування, фізичні властивості осаду і фільтрату.

V_екв і К визначають експериментально, для цього проводять досліди при ΔР=const; при цьому заміряють об’єми фільтрату ΔV і час Δτ, за який зібрали ці об’єми.