Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Малиновская Т.А. -> "Разделение суспензий в химической промышленности " -> 31

Разделение суспензий в химической промышленности - Малиновская Т.А.

Малиновская Т.А. Разделение суспензий в химической промышленности — М.: Химия , 1983. — 264 c.
Скачать (прямая ссылка): razdeleniyasubsidiy1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 25 26 27 28 29 30 < 31 > 32 33 34 35 36 37 .. 103 >> Следующая

Умножив все члены уравнения (2.116) на ¦, с учетом (2.106), после ряда преобразований получим
• = р[м.
g тТ(п + т Tg) где Mg — постоянная для данного осадка величина, равная
(2.117)
^noP+^g
78
Уравнение (2.117) может служить для расчета влагосодер-* 1 .жания при отжиме осадка. Оно действительно до хе = оо.
Анализ кривых распределения влажности по высоте осадка в лроцессе отжима показал [69], что для сильносжимаемых осадков (s>l) максимальное влагосодержание наблюдается сначала в середине слоя, а затем несколько смещается к перегородке. Однако даже при длительном отжиме влагосодержание осадка остается различным по высоте слоя. Для осадков же со средней сжимаемостью влагосодержание увеличивается в направлении от фильтрующей перегородки к диафрагме, но при достаточной длительности отжима становится одинаковым по всей высоте слоя.
Так как пористость осадка, а следовательно, и влажность необезвоженного осадка определяются его структурой, сформированной в процессе фильтрования при определенном давлении, то, естественно, степень обезвоживания и влагосодержание «садка зависят как от давления отжима Pg, так и от давления фильтрования Р.
Преобразуя предложенную в работе [70] зависимость w =
— f(P, Pg), можно получить уравнение для определения влагосодержания осадка при различном давлении отжима в пределах Pg от 0,3 до 2 МПа
w = в^Р-° + Bg (Р — Pg) (2.118)
где w 1 — влагосодержание осадка, отжатого при Р=Рв = 1; Bg—коэффициент, зависящий от свойств осадка и определяемый экспериментально.
Зависимость производительности фильтра по стадии обезвоживания Qg от давления отжима имеет различный характер для осадков с различным коэффициентом сжимаемости. <Згдля •осадков, имеющих 5 меньше 1, непрерывно растет. Для осадков •с s> 1 зависимость Qg-f(Pg) имеет максимум в области Pg около 1,0—1,5 МПа. Такое различие объясняется тем, что нижний слой осадка (при s>l и Pg>.l МПа) сжимается настолько, что затрудняет - дофильтровывание суспензии и отжим осадка. При этом увеличивается xg и соответственно снижается Qg.
Скорость отвода влаги при отжиме осадка диафрагмой и его конечное влагосодержание зависят как от параметров процесса отжима, так и от фильтрационных,, физико-химических и реологических свойств осадка. Поэтому расчет процесса отжима осадка диафрагмой может быть проведен только по результатам экспериментального определения кинетики отвода влаги.
2.4. ОСАЖДЕНИЕ
Осаждение в гравитационном поле (седиментация)
В промышленной практике содержание твердой фазы в суспензии обычно таково, что свободное осаждение твердых частиц встречается редко. Чаще происходит стесненное осажде-
79
ние, переходящее в коллективное осаждение частиц сгущенной суспензии. Реальный процесс осаждения довольно сложен. Происходит столкновение частиц, изменяющее направление и скорость их падения и приводящее зачастую к вращению частиц. Вокруг вращающейся частицы образуется микровихрь жидкости; мелкие частицы участвуют в броуновском движении и, если их электрокинетический потенциал ниже критического, в случае, 'когда они'приближаются друг к другу достаточно близко, начинают действовать Ван-дер-Ваальсовы силы, приводящие к агрегации.
Свободное осаждение наблюдается только при малых содержаниях твердой фазы в суспензии, когда расстояние между частицами таково, что не происходит ни соударений, ни взаимного влияния частиц. В лабораторной практике при седиментаци-онном анализе разбавлением суспензии или введением диспергирующих добавок обычно стремятся создать условия свободного осаждения для того, чтобы, пользуясь формулой закона Стокса, определять диаметр частицы по скорости ее осаждения.
Рассмотрим наиболее простой случай свободного осаждения сферической .частицы в гравитационном поле. На частицу диаметром d и плотностью рт, находящуюся в жидкости плотностью р, действуют силы! тяжести (2.119), выталкивающая [архимедова сила (2.120)] и сопротивление среды, описыва'емое законом Ньютона — Риттингера (2.121):
nd3
Fg = g Рт?; ,'i (2.119)
! тtd? I
' : Рц — g PS (2.120)
I F = XS ¦ ^c- p = A, g p8ocP — ^pdVoc ! (2.121)
где X — коэффициент сопротивления; S — площадь проекции частшда на
jj/^2 \
плоскость, перпендикулярную направлению движения (для сферы 5= — J;
([/ = ??. X — фактор сопротивления; voc -1- скорость осаждение '
О ,
Под действием указанных сил в первый момент частица движется с некоторым ускорением, однако через небольшой промежуток времени скорость ее движения стабилизируется.
, Из равенства движущей силы процесса и силы сопротивления среды получим i
, Fg—Fa = F : , (2.122)
Представляя в уравнение (2.122) значения действующих сил и решая его,; получим выражение для определения скорости «саждения
_ ~| / Jtdg (рт рГ -I / ratgA р *ot- V i бфр ~У бфр (2.123)
I
и фактора сопротивления i '
± At '' (2.I24J*
т 6 i/Vp 6 Fr Р v
где Fr= —-------число Фруда.
dg !
Величина зависит от режима относительного движения твердой „частицы в жидкости, т. е. от числа Рейнольдса
(2Л25)
Для ламинарного режима
Зя
+ = Ж - (2Л26)
Г. I ,:
Подставив* это значений фактора сопротивления в соотношение (2.123)/ получим уравнение Стокса ¦ ,
Предыдущая << 1 .. 25 26 27 28 29 30 < 31 > 32 33 34 35 36 37 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed