Центробежном полях

Закономерности седиментации в гравитационном и

В свободнодисперсных системах наиболее распространены такие микрогетерогенные системы как

Суспензии – тв/ж (0,5-100 мкм) (0,5∙10^-6 – 10^-4 м)

Аэрозоли – ж/г; тв/г (0,001 мкм – 20 мкм)

Эмульсии – ж/ж (>100 нм) 100∙10^-9=10^-7 м.

Особенностью этих систем является их склонность к оседанию или всплыванию дисперсной фазы. Оседание дисперсной фазы называется седиментацией, а всплывание – обратной седиментацией.

На каждую частицу действуют сила тяжести (гравитационная сила) и сила Архимеда

и (6.29)

m и V – масса и объем частицы

,- плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды.

Они постоянны и направлены в разные стороны. Их равнодействующая вызывает седиментацию

(6.30)

- относительные массы частицы с учетом плотности среды.

(6.31)

Если , то - оседание частиц

, то - всплывание (газовые и жидки эмульсии).

Оседанию частиц препятствует сила трения

;

- закон Стокса

Сила, действующая на частицу

(6.32)

В определенный момент времени (равновесие) , тогда скорость движения частицы равна

(6.33)

Из условия равновесия можно найти радиус частицы

(6.34)

Скоростью седиментации легко управлять, меняя плотность и вязкость среды.

При очень малых размерах частиц в суспензии (размер частиц золя приблизительно 100 нм) седиментация под действием гравитационных сил протекает очень медленно.

Думанский предложил использовать центробежные силы.

Центробежная сила:

(6.35)

- угловая скорость, , - радиус траектории, - нормальное ускорение.

При центрифугировании , ,и радиус кривизны увеличивается.

х – переменный радиус кривизны = расстояние от центра вращения.

, - число оборотов в секунду.

(6.36)

х меняется со временем по экспоненте.

Если частицы имеют сферическую форму, то по закону Стокса

(6.37)

(6.38)

Дата добавления: 2014-01-11