Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Power_Point / 14. Отстаивание.pptx
Скачиваний:
49
Добавлен:
06.03.2016
Размер:
1.65 Mб
Скачать

Отстаиван

ие

Отстаивание может быть свободным и стесненным .

Свободное отстаивание – осаждение при малой концентрации дисперс- ной фазы и отсутствии взаимодействия частиц между собой.

Стесненное отстаивание – осаждение при высокой концентрации частиц твердой фазы и взаимодействия частиц между собой.

Cкорость свободного осаждения (отстаивания)

Частица полностью погружена в жидкость частица в среде

Движущая сила процесса – разность плотностей. Под воздействием этой силы частица может двигаться с ускорением а.

При движении возникает сила сопротивления среды

где φ – коэффициент сопротивления; S – площадь;

После установления равновесия F=R

Метод Лященко

φ=f(Re,другие величины). Поэтому, непосредственно по вышеприведенной формуле определить скорость осаждения за один приём нельзя

Для определения скорости осаждения при различных режимах за один прием.

Поделим обе части уравнения на ν² и ρ:

(*)

- критерий Архимеда

Таким образом, (*) в критериальном виде будет следующим:

(**)

Таким образом, метод Лященко предполагает:

определение критерия Архимеда;

определение режима осаждения по критерию Архимеда;

определение φ по критериальному уравнению (**);

определение критерия Рейнольдса;

определение скорости осаждения из критерия Рейнольдса

Режимы осаждения

Ламинарный Re ≤2 , Ar ≤36, φ =24/Re.

- Закон Стокса

Переходный 2< Re <500, 36< Ar <8300,

Турбулентный Re≥500, Ar≥8300, φ=0,44

Вданном случае коэффициент сопротивления среды φ автомодельный по отношению к Re.

При турбулентном режиме за частицей возникают вихри и энергия тратится на преодоление лобового сопротивления, в то время как при ламинарном режиме частицы обтекаются плавно, основная энергия идет на преодоление силы трения.

Универсальная формула для любых режимов осаждения (приблизительно эмпирическая формула).

φ

ламин. перех. турбул.

Re

2500

Существуют графические варианты определения φ от Re, Ly, Ar. Для частиц неправильной формы скорость осаждения определяется с поправкой на коэффициент формы.

w‘=w∙K

При расчете скорости осаждения частицы в газовой среде формула для расчета скорости осаждения может быть упрощена, ρ→0.

Расчет скорости стесненного осаждения

w

b c

a d τ

ab – рассматривается установление равновесия между

bc – установившийся режим, при котором наблюдается коллективное осаждение частиц.

cd – скорость осаждения резко падает из-за взаимного влияния частиц. Происходит уплотнение осадка.

В случае стесненного осаждения Re=f(Ar,ε). ε - доля свободного объема.

Остальные расчеты проводятся аналогично по методу Лященко или по методу итераций.

Расчет производительности отстойника

суспенз

ия

h

l

b

Максимальная производительность в том случае, когда

где S -площадь поперечного сечения отстойника; F – площадь поверхности отстоя.

Конструкции отстойников

Конструкции подразделяются в зависимости от

принципа действия (периодические или непериодические);

назначения(для разделения суспензий, эмульсий и т.д.).