ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гравитационное осаждение из "Процессы и аппараты химической промышленности" В начальный момент осаждения частица движется ускоренно. Однако с увеличением скорости будет расти сопротивление среды и соответственно уменьшаться ускорение. Очень скоро наступит равновесие сила сопротивления среды 5 сравняется с силой, движущей частицу (О —А), наступит динамическое равновесие. Начиная с этого момента, частица будет двигаться равномерно, с постоянной скоростью. Эту скорость называют скоростью осаждения ос Для достаточно мелких частиц (размером 0,1 мм и менее) равномерное движение вниз начинается практически мгновенно. [c.116] В отстойниках (аппаратах, предназначенных для разделения суспензий под действием силы тяжести) скорости осаждения Wo 0.5 м/ч. [c.116] Расчет Wo по формуле (3.4) возможен лишь методом последовательных приближений. [c.117] Установлено, что существуют различные режимы осаждения одиночной частицы. Каждому из них соответствует определенный характер зависимости = /(Re). [c.117] При ламинарном движении, наблюдающемся при небольших скоростях и малых размерах частиц или при высокой вязкости среды, частица окружена пограничным слоем жидкости И плавно обтекается потоком (рис. 3.2, а). Потеря энергии в таких условиях связана в основном лишь с преодолением сопротивления трения. С развитием турбулентности потока (например, с увеличением скорости движения тела) все большую роль начинают играть силы инерции. Под действием этих сил пограничный слой отрывается от поверхности тела, что приводит к понижению давления за движущимся телом в непосредственной близости от него и к образованию беспорядочных местных завихрений в данном пространстве (рис. 3.2,6). Начиная с некоторых значений критерия Рейнольдса, при развитой турбулентности потока (рис. 3.2,в) сопротивлением трения можно пренебречь, так как преобладающей силой становится лобовое сопротивление. В данном случае, как и при движении жидкости по трубам, наступает автомодельный (по отношению к критерию Рейнольдса) режим. [c.117] При ламинарном режиме (область действия закона Стокса, Re 2) коэффициент сопротивления среды = 24/Re (см. рис. 3.3). [c.117] Полученная зависимость носит название формулы Стокса для осаждения и справедлива при ламинарном режиме осаждения (Ке 2) для одиночной шарообразной частицы, осаждающейся в бесконечной среде. [c.118] В области ламинарного режима осаждения, (при Ке 2, т, е. в условиях, характеризующихся законом Стокса) коэффициент сопротивления = 24/К и тогда (24/Ке) Ке = /зАг, откуда Ке = Аг/18. Критическое значение критерия Архимеда для этой области Агкр. 1 = 18-2 = 36. [c.119] Подставляя в это уравнение критическое значение Кекр = = 500, находят верхнее предельное значение Аг для переходной области АГкр. 2 = 83 ООО. Таким образом, переходная область осаждения соответствует изменению критерия Архимеда в пределах 36 Аг 83 ООО. [c.119] В пределах действия закона Ньютона (в условиях автомодельной области критерия Ке) = 0,44, Ке= 1,74°- . [c.119] Затем определяют значение Ке по вышеприведенному уравнению и находят скорость осаждения Шос = Ке[х/(фс). [c.119] Вид зависимости Ьу == /(Аг) находят экспериментально Г(рис. 3.4) [1—5]. [c.119] Рассчитанные по приведенным методам значения Wo дают хорошее совпадение с экспериментальными данными в случае свободного осаждения одиночной сферической частицы в неограниченной среде. [c.120] например, по опытным данным для частиц округлой формы ф я 0,77, для угловатых частиц ф 0,66, для пластинчатых частиц ф да 0,43. [c.120] Зависимость ф = /(Аг) приведена на рис. 3.5 (по опытным данным) [5]. [c.120] Следует отметить, что на практике большинство суспензий (и газовых взвесей) при объемных концентрациях твердой фазы более 20 % ведут себя как неньютоновские жидкости. [c.120] Для оценки ёз целесообразно пользоваться определением скорости витания, когда учитывается не только угловатость частицы, но и шероховатость ее поверхности [1—5]. [c.121] Эта формула рекомендуется только для однородных суспензий и непригодна в случае полидисперсной твердой фазы. [c.121] Вернуться к основной статье