Скорость фильтрования

Фильтровальные перегородки

Выбор ФП зависит от свойств разделяемой суспензии и характеристик ФП. ФП должна иметь поры по возможности большего размера, что уменьшает ее гидравлическое сопротивление, но этот размер не должен превышать некоторой величины, обеспечивающей задержание частиц и получение фильтрата заданной чистоты.

ФП различают:

1. По принципу действия: поверхностные и глубинные. Первые задерживают частицы на поверхности ФП, вторые используются в основном для осветления суспензий с малой концентрацией твердых частиц.

2. По материалу: из х/б, шерстяных и синтетических тканей, стеклянные, керамические и металлические (такая классификация важна при работе с агрессивными веществами).

3. По структуре ФП: гибкие и негибкие. Гибкие могут быть металлическими и неметаллическими. Негибкие м.б. жесткими, состоящими из связанных твердых частиц и нежесткими, состоящими из несвязанных тв. частиц.

Гибкие металлические - перфорированные листы, сетки, ткани из различных металлов и сплавов; гибкие неметаллические - наиболее распространенные тканевые перегородки и ФП из нетканых материалов; негибкие жесткие - диски, патроны, пластины из металлов, керамики, стеклянные, угольные порошки, диатомит - со связующим; негибкие нежесткие - так называемые насыпные (уголь, песок, щебень - только на горизонтальной опорной решетке). 38

Скорость фильтрования пропорциональна движущей силе и обратно пропорциональна сопротивлению. Ввиду малого размера пор и малой скорости течения жидкости в порах считается, что фильтрование происходит при ламинарном режиме, где скорость обратно пропорциональна вязкости.

Т.к. в общем случае в процессе фильтрования значение разности давлений и гидравлического сопротивления с течением времени изменяются, то переменна и скорость фильтрования, которую записывают в дифференциальной форме:

W=dV/Sdt = DP/m(R_ос+R_фп),

где V - объем фильтрата, м³; S - поверхность фильтрования, м²; t - продолжительность фильтрования, с; Р - разность давлений, н/м²; m - вязкость жидкой фазы суспензии, н*с/м²; R_ос - сопротивление слоя осадка, м^-1; R_ф.п. - сопротивление фильтровальной перегородки, м^-1.

Сопротивление слоя осадка R_ос = r_о*h_ос,

где r_о - удельное сопротивление осадка, м^-2; h_ос= x_о*V/S, где x_о - отношение объема отфильтрованного осадка к объему полученного фильтрата.

Тогда R_ос = r_о*x_о*V/S и уравнение фильтрования можно представить в виде:

dV/Sdt = W = DP/m(r_оx_оV/S + R_фп)

Приняв сопротивление ФП =0, можно записать:

r_о = DP/ m*h_осW, т.е. удельное сопротивление осадка числено равно разности давлений, необходимой для того, чтобы жидкая фаза фильтровалась с определенной скоростью через слой осадка единичной толщины.

Нередко вместо x_о используют величину х_в (отношение массы осадка к объему фильтрата), а вместо r_о применяют r_в - удельное массовое сопротивление осадка, т.е. удельное сопротивление потоку, оказываемое равномерным слоем частиц, отложившихся на ФП в количестве 1 кг/м². Для перехода от объемных единиц к массовым достаточно заменить в уравнении r_оx_о на r_вx_в.

Дата добавления: 2014-01-14