ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фильтрование с образованием несжимаемого осадка на несжимаемой плоской фильтровальной перегородке Фильтрование с образованием сжимаемого осадка на сжимаемой плоской фильтровальной перегородке из "Фильтрование" Несжимаемыми называются такие осадки и перегородки, пористость которых и, следовательно, сопротивление потоку жидкости остаются постоянными в процессе фильтрования. [c.23] В производственных условиях совершенно несжимаемые осадки, по-види,мому, не встречаются. К практически несжимаемым можно отнести осадки, состоящие из частиц размером более 100 мкм, например из частиц песка, карбоната кальция, бикарбоната натрия. [c.23] К числу совершенно несжимаемых фильтровальных перегородок можно отнести пористые керамические перегородки, а также перегородки из спекшихся стеклянных или металлических порошков. [c.23] Уравнения фильтрования для несжимаемых сред позволяют представить основные закономерности процесса фильтрования в простом и наглядном виде, в результате чего анализ обычно встречающегося на практике более сложного процесса фильтрования (сжимаемый осадок, сжимаемая перегородка) становится более доступным. [c.23] Фундаментальное соотношение, определяющее, что скорость фильтрования воды сквозь слой песка пропорциональна гидростатическому давлению и обратно пропорциональна толщине слоя, установлено Дарси в 1856 г. при исследовании действия городских фонтанов [23]. При этом коэффициент пропорциональности выражает влияние вязкости жидкости и свойств пористого слоя на скорость процесса. Приведенное соотношение аналогично известным для интенсивности перемещения тепла, вещества и электричества и является частным случаем закона, в соответствии с которым скорость процесса пропорциональна движущей силе и обратно пропорциональна сопротивлению. Все рассматриваемые далее более сложные уравнения фильтрования представляют собой по существу модификацию соотношения Дарси. [c.23] Приведенные зависимости непосредственно применимы для процесса фильтрования чистой жидкости сквозь пористую перегородку с жесткой структурой, например сквозь металлокерамичвскую перегородку [38] закономерности разделения суспензий фильтрованием обычно сложнее. [c.24] Влияние свойств пористого слоя на скорость фильтрования нередко выражают посредством параметров, определяющих его структуру, в частности эквивалентного размера пор, пористости слоя, удельной поверхности и щероховатости частиц. С этой целью принимают идеализированные модели пористого слоя, например модель цилиндрических капилляров. Однако в настоящее время принципы построения моделей пористых сред требуют уточнения [24]. Так, следует отметить, что способы определения параметров пористых сред адсорбцией, капиллярной конденсацией, ртутной поро метрией, электронной микроскопией нередко приводят к разным результатам, причем одни параметры модели и объекта могут совпадать, а другие различаться. Использование идеализированных моделей пористых сред не способствует лучшему пониманию процесса фильтрования, а все параметры, характеризующие пористую среду, в конечном счете приходится объединять в один, находимый экспериментально параметр, называемый коэффициентом проницаемости или удельным сопротивлением. К сказанному надлежит добавить, что отмечено шесть типов укладки моно-дисперсных шарообразных частиц в слое, причем форма пор, влияющая на гидродинамику слоя, различна для разных типов укладки [39]. [c.24] В соответствии с соотношением Дарси опыт показывает, что объем фильтрата, получаемый за малый промежуток времени с единицы поверхности фильтра, прямо пропорционален разности давлений и обратно пропорционален вязкости фильтрата и общему сопротивлению осадка и фильтровальной перегородки. [c.24] Сопротивление фильтровальной перегородки складывается из сопротивления самой перегородки с проникшими в нее ранее твердыми частицами суспензии и сопротивления xoHKOiro слоя осадка, если он остался на перегородке после предварительного снятия с нее основного количества осадка. Величину / ф. п в процессе фильтрования в первом приближении можно принимать постоянной, пренебрегая некоторым возможным ее увеличением вследствие проникания в поры перегородки новых твердых частиц. Сопротивление слоя осадка с увеличением его количества изменяется от нуля в начале фильтрования до максимального значения в конце процесса. [c.25] Для несжимаемых осадков и перегородок в уравнении (П,5) величины Го, Хо и постоянны и, следовательно, не зависят от изменения величины АР. [c.25] Необходимо отметить, что уравнение (11,5) и все последующие связанные с ним соотношения применимы только к ламинарному течению жидкости в порах осадка. Такое допущение основано на том, что при малых размерах пор и скоростях течения числа Рейнольдса невелики. [c.26] При интегрировании уравнения (11,5) необходимо принимать во внимание условия процесса фильтрования, который может протекать при постоянной разности давлений, постоянной скорости, постоянных разности давлений и скорости и переменных разности давлений и скорости. [c.26] Уравнение при постоянной разности давлений. Уменьшение KopQ TH фильтрования при постоянной разности давлений и возрастание разности давлений при фильтровании с постоянной скоростью обусловлены повышением сопротивления осадка в результате увеличения его толщины. [c.26] С помощью этого уравнения можно найти время фильтрования, в течение которого разность давлений достигает максимально допустимой величины. [c.27] Для определения W при известном значении S применимо уравнение (И.8), причем производительность фильтра V/x практически соответствует постоянной производительности насоса, подающего суспензию на фильтр. [c.27] Фильтрование при постоянной разности давлений и одновременно при постоянной скорости процесса можно осуществить, если перед началом фильтрования суспензия расслаивается под действием силы тяжести, причем на горизонтальной фильтровальной перегородке образуются нижний слой осадка и верхний слой чистой жидкости. [c.27] Сравнивая это выражение с уравнением (11,6) при ф.п=0, видим, что для получения одного и того же объема фильтрата V при разделении предварительно расслоившейся суспензии требуется в 2 раза больше времени, чем при разделении нерассло-ившейся суспензии (это отношение уменьшается при использовании фильтровальной перегородки со значительным сопротивлением). [c.28] Из сказанного можно сделать вывод, что оседание твердых частиц суспензии под действием силы тяжести приводит к увеличению продолжительности фильтрования. [c.28] Уравнение фильтрования при переменной разности давлений и одновременно при переменной скорости процесса. Для решения в общем виде находят среднюю эквивалентную разность давлений [26]. [c.28] Верхний индекс штрих указывает на переменное значение разности давлений. [c.28] Вернуться к основной статье