Процессы седиментации в дисперсных системах. Коныгин С.Б - 7 стр.

UptoLike

сопротивления среды также мала, и частица движется ускоренно. С
ростом скорости в определенный момент времени сила трения возрастает
настолько, что становится равной силе седиментации. При этом сумма
всех сил, действующих на частицу, становится равной нулю. С этого
момента времени частица движется с постоянной скоростью, равной
B
gvρρ
=u
чсрч
. (1.14)
Для частиц сферической формы сила трения может быть вычислена
по закону Стокса
πdμu3=F
тр
. (1.15)
Скорость осаждения сферических частиц при этом равна
μ18
dρρg
=u
2
срч
. (1.16)
Из выражения (1.16) видно, что скорость осаждения прямо
пропорциональна разности между плотностями частиц и среды. Чем
меньше размер частиц, тем меньше скорость их осаждения. Для очень
мелких частиц скорость осаждения настолько мала, что их движению
начинают препятствовать процессы конвекции жидкости и броуновского
движения.
2 Седиментационные кривые
Представленные в разделе 1 закономерности позволяют построить
зависимости массы осажденных частиц от времени, называемые
седиментационными кривыми.
Рассмотрим дисперсную систему, содержащую частицы одного
размера, плотность которых больше плотности среды. В начальный
момент времени все частицы находятся во взвешенном состоянии и
равномерно распределены по всему объему жидкости. В этот момент
масса осажденных частиц равна нулю. С течением времени частицы
осаждаются, и верхний слой жидкости очищается от них. При этом
граница, разделяющая чистую жидкость от жидкости с частицами, все
время равномерно перемещается вниз. Вследствие равномерности
движения масса осажденных частиц линейно растет с течением времени t
τ
t
M=M
0
, (2.1)
где
M
0
суммарная масса частиц, кг.
Через определенное время все частицы осядут и масса осажденных
частиц будет постоянной. График зависимости массы осажденных частиц