ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Осаждение из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии Издание третье" Рассмотрим сначала физическую сущность процесса фильтрования. При фильтровании поток жидкости проходит через фильтр — пористую перегородку из твердого материала. Каждый фильтр можно рассматривать как слой зернистого материала, частицы которого могут быть скреплены друг с другом или не скреплены. Независимо от этого пустоты между частицами, или поры, образуют каналы неправильной формы, по которым движется поток фильтруемой жидкости (рис. 2.3). [c.37] Выведем дифференциальное уравнение движения несжимаемой вязкой жидкости для случая простейщего одномерного установившегося движения. [c.37] Для этого выделим в потоке жидкости, движущейся по каналу, элементарный параллелепипед с ребрами с1х, с1у, йг (рис. 2.4,а). На этот элемент действуют три силы сила тяжести, сила давления и сила трения. [c.37] Силу давления можно найти путем следующих рассуждений. Гидростатическое давление в рассматриваемом случае изменяется вдоль вертикальной оси. Пусть на верхней грани значение давления р, тогда на верхнюю грань действует сила Р = рйуйг. [c.38] Уравнения (2.35) движения несжимаемой вязкой жидкости называют уравнениями Навье—Стокса. [c.39] Субстанциальная производная связана с понятием о материи, или субстанции. Первые члены слагаемых правых частей уравнений (2.36) определяют локальные изменения составляющих скорости во времени. Три последующих слагаемых правых частей уравнений учитывают перемещение элемента жидкости из одной точки пространства в другую. [c.39] Величины X, Цу и —составляющие ускорения свободного падения в направлении отдельных осей координат. [c.39] Из уравнения (2.34) изложенными выше приемами теории подобия можно получить числа подобия, входящие в уравнение подобия движения жидкости. [c.39] Каждое слагаемое левой части уравнения (2.38) безразмерно. Из этих слагаемых можно получить числа подобия. Для этого вычеркнем символы дифференцирования и символы, характеризующие направление (замена х и у ве ориентированным в определенном направлении линейным размером I). [c.40] В уравнение подобия, описывающее движение потока фильтруемой жидкости, не вводится число Фруда, так как при фильтровании силы тяжести настолько малы по сравнению с силами давления и трения, что ими можно пренебречь. Для установившегося режима в уравнение подобия не вводится критерий гомохронности. Кроме того, в уравнение подобия вводят параметрический критерий // эк, характеризующий геометрические особенности рассматриваемой системы. [c.40] Число Рейнольдса введено в уравнение (2.42) как определяющее, так как при рассмотрении процессов фильтрования обычно исходят из известных физических свойств жидкости, ее скорости и линейных размеров системы. [c.40] В уравнениях (2.43) и (2.44) в качестве определяющего размера принят эквивалентный диаметр каналов в слое зернистого материала, а скорость потока w отнесена к сумме сечений каналов— так называемому свободному сечению. [c.41] Движение потока жидкости при фильтровании бывает обычно ламинарным, что и позволяет пользоваться уравнением (2.43). [c.41] И выразим в нем эквивалентный диаметр слоя зернистого материала эк через диаметр зерен (частиц) Для этого воспользуемся соотношением (2.46), определяющим эквивалентный диаметр канала любой формы. [c.41] Коэффициент свободного объема можно считать численно равным коэффициенту свободного сечения — доле свободных площадей в сечении слоя зернистого материала. [c.41] Из изложенного следует при прочих равных условиях скорость фильтрования прямо пропорциональна квадрату диаметра зерен, составляющих фильтрующий слой, и обратно пропорциональна вязкости жидкости. [c.42] Это соотношение является основным кинетическим уравнением процесса фильтрования через слой зернистого материала. [c.42] К важнейшим техническим способам осаждения относятся осаждение под действием силы тяжести (отстаивание), осаждение под действием центробежной силы и осаждение под действием сил электрического поля. [c.43] Вернуться к основной статье