КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Скорость осаждения. Закон Стокса
Осаждение частиц под действием силы тяжести Виды гидромеханических процессов Процессы, протекающие в гетерогенных системах и подчиняющиеся законам гидравлики, называют гидромеханическими. К таким процессам относятся: осаждение, центрифугирование, фильтрование, псевдоожижение Осаждение – процесс разделения жидких или газовых гетерогенных систем путём выделения из жидкой или газовой фазы твёрдых или жидких частиц дисперсной фазы. Процесс осаждения может происходить под действием различных сил. В соответствии с этим к осаждению относят следующие процессы: - отстаивание, то есть осаждение под действием силы земного тяготения; - центрифугирование, то есть осаждение под действием центробежной силы; - электроосаждение, то есть осаждение под действием сил электрического поля. Рассмотрим осаждение твёрдой шарообразной частицы в неподвижной среде под действием силы тяжести G: G = mg. Если отсутствует сопротивление среды, то скорость осаждения частицы w равна w = gτ. В реальных условиях при движении частицы в жидкой фазе возникает сопротивление среды R, которое пропорционально динамической силе Fдин: R ~ Fдин, Fдин = рдин·Sт, где Sт – площадь поперечного сечения твёрдой частицы. , где hдин – динамический напор, Рдин = γводы·hдин, hдин = , Fдин = γводы· ·Sт. Движение твёрдого тела в жидкости происходит за счёт разности ∆G веса частицы и архимедовой силы: ∆G = G - Gар = (γт - γводы) Vт,= g(ρт – ρводы) Vт, где γт – удельный вес твёрдой частицы, Vт – объём твёрдой частицы. При осаждении частицы под действием силы тяжести скорость её движения вначале возрастает, а затем, когда сила сопротивления среды уравновесит ∆G, т. е. когда наступает равновесие сил ∆G = R., частица начинает двигаться равномерно с постоянной скоростью, которую называют скоростью осаждения wo. Сила сопротивления среды, как уже было сказано, пропорциональна динамической силе. Коэффициентом пропорциональности является коэффициент формы тела φ, который зависит от режима движения частицы в жидкой среде: R = φ · Fдин. В случае ламинарного движения φ = 24/Re. Таким образом, при равновесии сил ∆G = R: g(ρт – ρводы) Vт = γводы · ·Sт, g(ρт – ρводы) = γводы· · . Известно, что Re = , поэтому после всех преобразований получаем: g(ρт – ρводы)dт2 = 18μводы· wo. Выразим скорость осаждения: wo = (4.1) - уравнение Стокса. Для данного материала при t=const wo = A· dт2, т. е. скорость осаждения частицы зависти от квадрата её диаметра. Как было отмечено, осаждение под действием силы тяжести называют отстаиванием. Отстаивание применяют в промышленности для сгущения суспензий или классификации суспензий по фракциям частиц твёрдой фазы, для разделения эмульсий. Ввиду малой движущей силы (силы тяжести) в процессе отстаивания возможно с достаточной эффективностью отделять только крупные частицы. Однако, отстаивание – это наиболее простой и дешёвый процесс среди гидромеханических, поэтому его часто используют для первичного разделения перед окончательным разделением гетерогенной смеси более сложными способами. Отстаивание проводят в аппаратах, называемых отстойниками. Самые простые среди них – периодически действующие отстойники для суспензий, представляющие собой бетонные бассейны без перемешивающих устройств.
Дата добавления: 2014-12-16; Просмотров: 3128; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |