Процессы и аппараты защиты гидросферы. Ветошкин А.Г. - 78 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

78
Вероятность образования зародышевых пузырьков газа на поверхности частиц ус-
танавливается по формуле-
W = A exp[16 π σ
3
φ/3 K T P
2
2
ln
2
(P
1
/P
2
)],
где А — предэкспоненциальный множитель; σ — коэффициент поверхностного натя-
жения; K — постоянная Больцмана; Т — абсолютная температура; P
1
и Р
2
— соответ-
ственно давление исходного и пересыщенного раствора,
φ = (2 + 3 cosθ – cos
2
θ)/4,
θ — краевой угол смачивания поверхности частиц.
Интенсивность образования зародышей пузырьков прямо пропорциональна веро-
ятности их образования:
I = k W ,
где k — коэффициент пропорциональности.
Вероятность образования комплекса пузырек — частица определяется по фор-
муле
χ = [n
4/3
π(R + r)
3
– n
4/3
πR
3
]/V = C
г
[(1 – 2/R)
3
- 1],
где n — число пузырьков радиуса R в объеме V воды; r — радиус частицы; С
г
— объ-
емная концентрация газовой фазы:
С
г
= n (4/3 π R
3
/V), R = 2 σ/(P
1
– P
2
).
Число зародышей пузырьков газа N
,1.
104
2
75,0
5,1
5.
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
′
=
−
u
u
d
u
N
кр
c
ν
где u' — среднеквадратичная величина компоненты турбулентной пульсации скорости,
м/с; u
кр
— критическая скорость дросселирования жидкости, ниже которой пузырьки не
образуются, м/с; u — скорость жидкости, м/с; d
c
— диаметр сопла, м; ν — кинемати-
ческий коэффициент вязкости жидкости, м
2
/c.
Скорость движения пузырька в отсутствие ПАВ в воде можно вычислить по фор-
мулам:
в
п
gR
v
ν
2
9
1
= ;
в присутствии ПАВ:
,
399
1
2
RC
Rg
v
пв
п
+
=
μ
ρ
где С
п
— концентрации ПАВ; ρ — плотность воды; μ
в
и ν
в
— динамический и кине-
матический коэффициенты вязкости воды.
Эффективность флотационного выделения частиц
)1(
1
1
TvC
п
ф
пг
e
H
Tv
α
η
−
−= ,
где Т
1
— время пребывания жидкости во флотаторе; T = T
1
+ T
2
; Т
2
— время обработ-
ки до флотатора; H
1
— высота слоя жидкости во флотаторе; α — число столкновений
пузырьков газа с частицами на единице длины пути.
Эффективность очистки флотацией равна 85…95%.
Объем сатуратора рассчитывают не необходимую продолжительность насыщения
воздухом (1…3 мин). 
     Вероятность образования зародышевых пузырьков газа на поверхности частиц ус-
танавливается по формуле-
                        W = A exp[16 π σ3 φ/3 K T P22 ln2(P1/P2)],
где А — предэкспоненциальный множитель; σ — коэффициент поверхностного натя-
жения; K — постоянная Больцмана; Т — абсолютная температура; P1 и Р2 — соответ-
ственно давление исходного и пересыщенного раствора,
                               φ = (2 + 3 cosθ – cos2θ)/4,
θ — краевой угол смачивания поверхности частиц.
     Интенсивность образования зародышей пузырьков прямо пропорциональна веро-
ятности их образования:
                                            I=kW,
где k — коэффициент пропорциональности.
      Вероятность образования комплекса пузырек — частица определяется по фор-
муле
                     χ = [n4/3 π(R + r)3 – n4/3 πR3]/V = Cг [(1 – 2/R)3 - 1],
где n — число пузырьков радиуса R в объеме V воды; r — радиус частицы; Сг — объ-
емная концентрация газовой фазы:
                           Сг = n (4/3 π R3/V), R = 2 σ/(P1 – P2).
     Число зародышей пузырьков газа N
                                                                 2
                               4 10 u ′ ⎡ ⎛ u кр                ⎤
                                                        0, 75
                                  .   −5
                                                    ⎞
                            N=           .⎢1 − ⎜    ⎟           ⎥ ,
                                ν d c1,5 ⎢⎣ ⎜⎝ u    ⎟
                                                    ⎠           ⎥⎦
где u' — среднеквадратичная величина компоненты турбулентной пульсации скорости,
м/с; uкр — критическая скорость дросселирования жидкости, ниже которой пузырьки не
образуются, м/с; u — скорость жидкости, м/с; dc — диаметр сопла, м; ν — кинемати-
ческий коэффициент вязкости жидкости, м2/c.
      Скорость движения пузырька в отсутствие ПАВ в воде можно вычислить по фор-
мулам:
                                              1 gR 2
                                         vп =         ;
                                              9 νв
в присутствии ПАВ:
                                      1 ρ g R2
                                 vп =                 ,
                                      9 9μ в + 3C п R
где Сп — концентрации ПАВ; ρ — плотность воды; μв и νв — динамический и кине-
матический коэффициенты вязкости воды.
      Эффективность флотационного выделения частиц
                                         vT
                                   η ф = п 1 (1 − e −αCг vпT ) ,
                                          H1
где Т1 — время пребывания жидкости во флотаторе; T = T1 + T2; Т2 — время обработ-
ки до флотатора; H1 — высота слоя жидкости во флотаторе; α — число столкновений
пузырьков газа с частицами на единице длины пути.
      Эффективность очистки флотацией равна 85…95%.
      Объем сатуратора рассчитывают не необходимую продолжительность насыщения
воздухом (1…3 мин).



                                           78

Страницы