Лабораторный практикум по курсу "Процессы и аппараты". Гидромеханические и тепловые процессы. Николаев Г.И - 8 стр.

      Каждая неоднородная система состоит из двух фаз (сред) - дисперсной мелко (взве-
 шенных частиц) и дисперсионной (сплошной).

                 Характеристика методов разделения неоднородных систем

        В неоднородной системе дисперсная фаза обычно равномерно распределена в диспер-
 сионной среде. Для возможности концентрации компонента, находящегося в состоянии дис-
 персной фазы, необходимо относительное перемещение фаз. В зависимости от того, какая
 фаза преимущественно движется относительно другой, различают два основных метода раз-
 деления:
        1) осаждение;
        2) фильтрация.
        В процессе осаждения частицы дисперсной фазы движутся относительно дисперсной
 среды.
        Необходимым условием относительного перемещения фаз в неоднородной системе
 является воздействие на них силового поля (гравитационного, центробежного, электрическо-
 го и др.) при наличии разности плотностей фаз.
        Осаждение под действием силы тяжести твердых частиц, находящихся во взвешенном
 состоянии в жидкой или газовой среде, называют отстаиванием.

                                       Скорость движения

        Скорость осаждения взвешенных частиц зависит как от их плотности, так и от степе-
 ни дисперсности, причем осаждение будет протекать тем медленнее, чем меньшими разме-
 рами обладают частицы дисперсной фазы и чем меньше разность плотностей обоих фаз.
 Практически методом отстаивания пользуются, главным образом, для разделения грубых
 суспензий.
        Осаждение происходит по законам падения тел в среде, оказывающей сопротивление
 их движению. Оседающая частица движется вначале ускоренно, но через некоторый проме-
 жуток времени, когда сопротивление трения уравновесит действие силы тяжести, она приоб-
 ретает постоянную скорость и падает равномерно.
        Процесс отстаивания описывается критериальным уравнением:

                                Re = Β(Аr) n ,                     (2.1)

       где в и n - являются опытными величинами и зависят от режима осаждения твердой
 частицы; значения их для шарообразной частицы приведены в табл. 1

                                                                                   Таблица 1
                     Режимы               Ar                В                n
                Ламинарный                3,6              1/18              1
                Переходный            3,6 ÷ 8400          1/13,9           0,714
                Турбулентный             8400             1/0,33            0,5

       Критерий Архимеда (Ar) позволяет определять режим осаждения твердой частицы.
       При ламинарном режиме осаждения, когда критерии имеют значения A ≤ 3,6; Re ≤ 0,2.
 Стоксом теоретически получена следующая формула для определения скорости осаждения
 шарообразной частицы:
14
                                    d 2 (ρ − ρ c )g
                             u0 =                     , м/сек         (2.2)
                                         18µ