ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Осаждение в гравитационном поле (отстаивание, или седиментация) из "Разделение суспензий в промышленности органического синтеза" Рассмотрим простейший случай осаждения частицы шарообразной формы в жидкой среде с удельным весом 7 , . Удельный вес частицы — диаметр частицы — с1. На частицу действует сила тяжести О, подъемная или Архимедова сила и сила сопротивления среды Я. [c.11] Начальная скорость осаждения частицы, внесенной в среду, Шо = 0. На протяжении малого интервала времени частица будет осаждаться с ускорением с1хю1(1х. [c.11] В логарифмических координатах зависимость ф = /(Re) выражается ломаной линией, представленной на рис. 1. [c.12] скорость осаждения прямо пропорциональна квадрату диаметра частицы и разности удельных весов твердой и жидкой фаз и обратно пропорциональна вязкости среды. [c.12] Наиболее часто осаждение происходит в области ламинарного режима, однако в тех случаях, когда неизвестны режим и скорость осаждения, приходится вести расчет методом последовательных приближений (рассчитывается ф, задаваясь определенным да, затем уточненное значение и) и т. д.). Пользуясь критериальными уравнениями, можно рассчитывать процесс, не прибегая к методу последовательных приближений. [c.13] Очевидно, для шарообразных частиц I, а для частиц неправильной формы я ) 1. [c.14] Критериальные уравнения позволяют рассчитывать скорость осаждения частйц, когда неизвестен режим осаждения. [c.14] Расчет проводится в следующей последовательности. [c.14] Рассчитывается [ Аг, затем в зависимости от режима осаждения по одному из уравнений (1-15), (1-16) или (1-17) рассчитывается число Де, а затем скорость осаждения су. При неизвестной форме частиц обычно принимают коэффициент фор 1Ы т] = 0,5. Зная скорость осаждения, можно рассчитать размеры отстойника. Простейший отстойник — это емкость, в которую непрерывно подается суспензия и выводится осветленная жидкость, а осадок удаляется периодически (рис. 2). Каждая частица, попадая в аппарат, движется в направлении потока жидкости к выходному отверстию и одновременно осаждается под действием силы тяжести. Скорость движения жидкости к выходному отверстию — ы , скорость движения под действием силы тяжести — т . Чтобы частица не была унесена потоком жидкости в выходной п туцер, время се пребывания в аппарате т должно быть больше времени осаждения частицы т ,. Кроме того, линейная скорость потока ш должна быть значительно меньше скорости осаждения Шо, иначе частица может быть унесена со дна аппарата образующимися вихревыми токами. [c.14] Следовательно, производительность отстойника пропорциональна площади осаждения и не зависит от его высоты. В связи с этим целесообразно делать многоярусные отстойники, в которых площадью осаждения является площадь всех полок. Такие отстойники компактны — в сравнительно небольшом объеме большая площадь отстаивания. [c.15] Отстойники непрерывного действия обычно изготовляют с коническим днищем и гребками, сгребающими осадок от периферии к центру. Скорость вращения 1,5—30 об/мин при окружной скорости на максимальном радиусе мешалки 0,1—0,15 м сек. [c.15] В нижней части днища имеется штуцер, через который непрерывно удаляется осадок, а осветленная жидкость удаляется из желоба, расположенного вокруг корпуса. [c.15] Уравнения (1-7), (1-15) и (1-17), на которых основывают расчет процессов осаждения, выведены из предположения, что каждая частица движется независимо от других частиц, находящихся в суспензии, т. е., суспензия настолько разбавлена, что частицы при своем осаждении не соприкасаются. Однако на практике часто осаждают концентрированные суспензии. В этом случае задачу нельзя рассматривать только как внешнюю задачу гидродинамики, так как одновременно с обтеканием жидкостью падающего тела наблюдается совместное осаждение всех частиц слоя суспензии (уплотнение слоя) и течение жидкости через уплотняющийся слой частиц, т. е, движение жидкости в порах между частицами, что характерно для фильтрования. Этот случай относится к смешанной задаче гидродинамики и будет рассмотрен после процесса фильтрования. [c.15] Вернуться к основной статье