ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Взаимодействие частиц разделяемых суспензий при тонкослойном осадительном центрифугировании из "Центрифугирование" Для частиц твердой фазы, находящихся в более благоприятных условиях при входе в пакет тарелок, условие фиксации их видоизменяется, так как в этом случае нужно учитывать не минимальный радиус тарелки, а данный радиус, определяющий положение частицы, достигшей поверхности тарелки. Частица, достигшая поверхности тарелки и не смытая потоком, должна скользить в направлении к широкой части тарелки и в конце концов попасть в грязевое пространство ротора. [c.217] При осаждении частиц на поверхность тарелок могут образовываться их агрегаты диаметром, значительно превышающим размер частиц. Как это следует из последней формулы, осажденная частица, первоначально оставшаяся неподвижной на поверхности тарелки, при последующем укрупнении может начать передвигаться к периферии тарелки. Те же рассуждения применимы и тогда, когда плотность частиц дисперсной фазы меньше плотности дисперсионной среды. [c.218] Найдем приблизительное значение числового коэффициента а. Пусть угол а = 35° sin 35°=0,573 os 35° = 0,819. Принимая f = = 0,666 (что является безусловно завышенным), получаем а = 0,028. Тогда Q 0,016 UMnsFyjis- Следовательно, при турбулентном режиме почти исчезает эффект, достигаемый применением тарельчатых вставок. [c.219] И в этом случае применение тарельчатых вставок оказывается неэффективным. [c.219] До сих пор мы рассматривали процесс движения отдельной частицы в межтарелочном пространстве. Можно считать, что пакет тарелок сыграл свою роль, если частица успела достигнуть нижней поверхности верхней тарелки и, не будучи смытой, двигается к периферии тарелки, а затем покидает эту тарелку. Однако, покинув край тарелки, частица сразу же подхватывается осевым потоком суспензии и вновь вовлекается в одно из ближайших межтарелочных пространств, расположенных выше первого. Так должно продолжаться и дальше с повторениями рассмотренного цикла, если на каком-то этапе радиальная скорость осаждения частицы не будет превышать критического значения. Таким образом, частица может оставаться в роторе сколь угодно долго. [c.219] Частицы полидисперсной твердой фазы, находящиеся в межтарелочном потоке, взаимодействуют одна с другой. Как известно, взаимодействие между взвешенными в дисперсионной среде частицами коллоидных размеров происходит под влиянием сил двух типов сил притяжения, убывающих пропорционально 1/г , где г — расстояние между частицами п — показатель степени, меняющийся в пределах 6—9, и сил отталкивания, изменяющихся в зависимости от расстояния по экспоненциальному закону. [c.220] При превышении некоторого предела кинетической энергии частиц возможно их агрегирование. Необходимую скорость твердой частице могут сообщить как термодинамические источники, так и импульсы гидродинамического происхождения. Суперпозиция сил притяжения и отталкивания в сочетании с гидродинамическими условиями, существующими в данной системе, приводит к тому, что частицы, сблизившиеся до определенного расстояния, флоку-лируют. Следовательно, вокруг каждой частицы (или агрегата частиц) имеется своя сфера влияния, характерная тем, что любая другая частица, попавшая в эту сферу, может соединиться с данной частицей. На первой стадии процесса флокуляция очень мелких частиц обусловлена броуновской диффузией, причем в последнем случае скорость флокуляции очень быстро возрастает с укрупнением частиц или флокул. [c.220] При возникновении градиента скорости различные слои жидкости двигаются с разными скоростями, поэтому частицы твердой фазы или флокулы, увлекаемые жидкостью, приобретают разные скорости, а расстояния между ними в общем случае будут сначала уменьшаться, а затем после достижения некоторого минимума— возрастать. Когда минимальное расстояние между частицами окажется меньше радиуса флокуляции, возможно агрегирование частиц. Скорость градиентной флокуляции пропорциональна квадрату концентрации частиц, а также кубу радиуса флокуляции. [c.221] Зависимости (Со—Ск)/Со = /(В), найденные при тонкослойном центрифугальном разделении суспензий, можно более или менее условно рассматривать как седиментационные кривые. Поэтому можно получить так называемый псевдодисперсный состав твердой фазы, который в определенной мере характеризует изменение скорости осаждения твердой фазы в роторе, обусловленное агрегированием частиц. [c.221] Как следует из рис. -3, псевдодисперсный состав твердой фазы стабилизированных суспензий (кривые 2, 3) по сравнению с истинным (установленным в секторной седиментометрической центрифуге) представляется более высокодисперсным. В неста-билизированных суспензиях дисперсность твердой фазы как бы понижается с увеличением начальной концентрации. Полученные результаты показывают, что разделяемость нестабилизированных суспензий выше, чем стабилизированных и повышается с концентрацией. [c.221] Из последней формулы следует, что с увеличением угловой скорости вращения ротора степень деструкции частиц.твердой фазы возрастает. [c.224] Таким образом, дисперсионный состав твердой фазы центрифугируемой суспензии может претерпеть изменения еще до поступления суспензии в межтарелочное пространство. Как было отмечено выше, в межтарелочном пространстве происходят процессы образования и укрупнения флокул. К периферии тарелок подходит уже сформированный и уплотненный осадок, который, покидая борт тарелки, оказывается под ударным воздействием восходящего потока суспензии. [c.224] Таким образом, приходим к выводу, что твердая фаза суспензии, покинув межтарелочное пространство, вновь подвергается диспергированию и тем интенсивнее, чем выше угловая скорость вращения ротора и производительность центрифуги. Если диспергирование будет таким, что размер образовавшихся частиц станет меньше критического значения, определяемого по формуле (У.62), то эти частицы вновь будут заноситься потоком в межтарелочное пространство, расположенное над данным. [c.224] Теперь рассмотрим процесс разделения концентрированной полидисперсной суспензии в различных межтарелочных пространствах (рис. У-4). [c.226] Таким образом, начальная концентрация суспензии во втором пространстве окажется больше, чем в первом, что обусловлено большим содержанием высокодисперсных частиц. [c.227] При рассмотрении процесса в каком-то среднем межтарелочном пространстве следует учитывать, что скорость восходящего потока значительно снизится, а следовательно, диспергирование осадка уменьшится. [c.227] Казалось бы и концентрация твердой фазы должна быть меньше. Однако в это пространство могут попасть частицы с гидравлическим размером более Оо и менее (оо)кр из предыдущих пространств и частицы, образовавшиеся при диспергировании осадка из предыдущих объемов. Эти частицы мог -т не объединиться в агрегаты на предыдущих этапах, а входная скорость потока, увлекающего их в очередное межтарелочное лространство, везде достаточно высокая. [c.227] Таким образом, следует предполагать, что в определенных случаях концентрация твердой фазы и ее дисперсность постепенно возрастают от более близких к питанию межтарелочных пространств к более удаленным. [c.228] Следует отметить, что и в пределах одного и того же межтарелочного пространства концентрация должна изменяться. Это естественно, так как по мере движения суспензии к оси ротора количество твердой фазы уменьшается. Однако поскольку в межтарелочное пространство возвращаются разрушенные флокулы, на периферии тарелок концентрация твердой фазы может оказаться выше, чем в исходной суспензии. [c.228] Вернуться к основной статье