Построение кривой осаждения (седиментационной кривой)

Цель работы – овладеть методикой построения кривой осаждения, изучить кинетику отстаивания шахтной воды.

Теоретические основы работы

Седиментационная кривая строится в координатах: «масса выпавшего осадка – время» или «процент выпавшей взвеси – время». Для монодисперсной взвеси она вырождается в отрезок прямой, для полидисперсной взвеси имеет вид кривой, асимптотически приближающейся к некоторой прямой, параллельной оси времени.

Крупность частиц взвеси косвенно оценивается показателем «гидравлическая крупность», представляющим собой скорость выпадения частицы в неподвижной воде при температуре 10⁰С. Гидравлическая крупность определяется как частное от деления глубины слоя воды Н на время отстаивания (продолжительность выпадения частицы из слоя в осадок).

Седиментационный анализ проводят с помощью торзионных весов (рис. 1).

Рис.1. Схема прибора для изучения кинетики осаждения взвешенных веществ

Перед началом измерений проводится настройка весов. Для этого выставляют весы по уровню, передвижением закрепительного рычага освобождают коромысло 9 и с помощью рычага натяжения 6 устанавливают указатель массы 8 на нуль. Затем тарировочной головкой 12 совмещают указатель равновесия с чертой равновесия.

При замерах каждый раз арретиром освобождают коромысло и рычагом 6 совмещают указатель равновесия с чертой. Массу определяют по указателю 8.

ВНИМАНИЕ: После каждого замера стрелку весов закрепляют арретиром 4.

Порядок выполнения работы

1. Налить в мерный цилиндр 0.5 – 1 л дистиллированной воды и определить массу чашки весов в воде (m₀ = ... мг).

2. Замерить высоту столба воды над чашкой весов Н = … мм.

3. Слить дистиллированную воду, тщательно перемешать пробу исследуемой воды и налить в мерный цилиндр. Измерить мутность исходной воды Mисх=… мг/л и температуру t⁰= … ⁰C.

4. Опустить в цилиндр чашку весов на глубину не менее 20-25 см таким образом, чтобы она не касалась стенок.

5. Включить секундомер и записывать показания весов через 0, 1, 3, 5, 10, 15, 20, 30 мин (m’₁, m’₂, … , m’_n).

6. Вычислить массу осадка по всем измерениям

m_i= m’_i – m₀.

7. Рассчитать процент выпавшей взвеси для каждого замера

Pi = ( m_i / m_k) 100, %,

где m_k- масса осадка на чашечке в последнем замере.

8. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу:

Данные для построения кривой осаждения

Показатель	Значение показателя через
	1 мин	3 мин	5 мин	10 мин	15 мин	20 мин	30 мин	45 мин
Показания весов m’i, мг
Масса осадка mi, мг								mk
Процент выпав-шей взвеси Pi,% *
Скорость осаждения U, мм/с

9. Построить кривую осаждения в координатах m-t (масса осадка – время).

Примечание: В методике допущено упрощение – не учитывается выталкивающая сила, действующая на частицы взвеси в воде.

Лабораторная работа №5