ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Непрерывно действующие центрофуги. Сепараторы. Сверхцентрофуга Шарпльс Основания расчета центрофуг из "Основные процессы и аппараты химической технологии Часть 1 Издание 2" Неоднородные жидкие системы с более или менее грубым раздроблением дисперсной фазы склонны к разложению под влиянием одной только силы тяжести, при этом если плотность дисперсной фазы больше плотности дисперсионной среды, взвешенные частицы оседают на дно сосуда и, наоборот, если плотность дисперсионной среды больше плотности взвешенных частиц, последние всплывают кверху. Скорость осаждения взвешенных частиц зависит как от их плотности, так и от степени дисперсности, причем осаждение будет протекать тем медленнее, чем меньшими размерами обладают частицы дисперсной фазы и чем меньше разность в плотностях обеих фаз. Практически методом отстаивания и декантации пользуются главным образом применительно к разложению суспензий, а именно суспензий грубых и тонких. [c.323] Нижний предел приложимости формулы Стокса лежит на границе перехода от суспензий к коллоидным растворам, когда размеры частиц дисперсной среды достигают величины около 0,05(1., и обусловливается наличием интенсивного броуновского движения, препятствующего осаждению частиц. [c.324] Верхний предел приложимости закона Стокса лежит в пределах величины частиц более 10 [х при такой величине частиц сопротивление среды при их осаждении будет уже пропорционально не первой степени скорости, а пропорционально квадрату ее. Вообще скорость осаждения, при которой закон Стокса теряет свою силу, т. е. критическая скорость, зависит не только от размеров частиц, но также от плотности их и физических свойств жидкости, в которой они осаждаются. [c.324] Практически даже в самых грубых суспензиях всегда имеются значительные количества частиц, размеры которых меньше 100 л, и следовательно скорость осаждения как наименьшую всегда можно вычислить по закону Стокса. [c.325] Чтобы иметь представление о скоростях осаждения частиц в жидкой среде, вычислим скорость падения частиц кварца удельного веса 2,8 в воде при температуре 20°, беря частицы с размерами от 2 р. до 4 мм. [c.325] Для сравнения скоростей, вычисленных по формулам и найденных опытным путем Аттерсбергом, ниже приводим табл. 58. [c.325] Из приведенной таблицы видно, что формула Стокса вполне применима только для тонких дисперсных систем наоборот, формулы Риттингера и Грасгофа дают хорошие результаты для более крупных частиц. [c.325] При свободном осаждении суспензий с неоднородными по размерам частицами осветление или отстаивание жидкости протекает постепенно сначала садятся на дно частицы более крупные, более же мелкие образуют муть, отстаивание которой происходит более медленно. [c.326] При отстаивании различают два типа получающихся осадков. Осадки первого типа дают грубые суспензии, в которых крупнозернистые взвешенные частицы ложатся на дно плотными слоями, опираясь одна на другую, при этом между осевшим слоем осадка и осветленной жидкостью имеет место резко выраженная граница. [c.326] Осадки второго типа дают тонкие суспензии, причем при отстаивании такой суспензии получается только увеличение ее концентрации в нижней части отстойного аппарата, и в осевшем, сгущенном слое взвешенные твердые частицы еще разделены между собою жидкостью. В этом случае резкого перехода от осадка к осветленной жидкости нет, а имеет место постепенный переход от менее концентрированных слоев к более концентрированным. [c.326] Все встречающиеся на практике при отстаивании осадки укладываются в пределах между этими двумя типами, причем в смесях сложных, т. е. в суспензиях полидисперсных, включающих в себя частицы различных степеней раздробленности, могут иметь место осадки обоих типов, т. е. на дне может оседать плотный слой крупных частиц, а над ним муть. [c.326] Уо — удельный вес жидкой фазы в лгг/ж . [c.327] Последнее уравнение указывает на тот факт, что производительность отстойника не зависит от высоты резервуара, а зависит только от скорости осаждения и свободной поверхности отстойника. Отсюда становится понятным то обстоятельство, что в современных конструкциях отстойных аппаратов мы видим сильно развитую площадь свободного сечения при незначительной высоте их. [c.328] Последняя формула справедлива при условии непрерывной подачи суспензии в отстойник и непрерывного отвода осветленной жидкдсти, шлам же может удаляться как периодически по мере его накопления, так и непрерывно. [c.328] Пример 53. Вычислить диаметр отстойника Дорра для непрерывного отстаивания 50 т1час водной суспензии, содержащей 5°/о по весу твердых взвешенных частиц удельного веса 2,5, размерами 50 х. Температура суспензии 20°. В шламе должно содержаться 25 /о осадка. [c.329] Пример 54. Вычислить диаметр отстойника Дорра для условий предыдущего примера по эмпирической формуле Дорра (260). [c.329] Проведение процесса отстаивания может быть осуществлено как в аппаратах, периодически действующих, так и непрерывных. В аппаратах периодического действия возможны два варианта работы. В простейшем случае подлежащая осаждению суспензия заливается в резервуар или бассейн, в котором и остается в состоянии покоя тот или иной промежуток времени, необходимый для оседания частиц на дно, после чего слой осветленной жидкости декантируется, т. е. сливается через сифонную трубку или краны, расположенные на боковых стенках немного выше уровня осевшего осадка. Осадок, или, как его обычно называют, шлам, выгружают вручную через верх аппарата или спускают через нижний кран. [c.330] По другому способу суспензия непрерывно с небольшой скоростью протекает через отстойный резервуар, причем скорость протекания должна быть такой, чтобы частицы успели осесть на дно отстойника, прежде чем жидкость выйдет из аппарата. [c.330] С течением времени на дне аппарата накапливается слой осадка, который удаляют так же, как и в предыдущем случае, после декантации жидкости. [c.330] На скорость отстаивания существенное влияние оказывает температура суспензии, так как с изменением температуры в значительной степени изменяется вязкость. [c.331] Вернуться к основной статье