Скорость оседания флокул

Скорость оседания флокул [c.700]

Если окажется, что mg < /и,, и т < 7и то структурирования не произойдет, а будет идти оседание флокул, но уже с неизменной во времени скоростью [c.703]

Здесь и далее величина ф обозначает концентрацию дисперсной фазы во взвеси, = 2/(3 - ф), ф — фрактальная размерность флокул. Второе и третье слагаемые уравнения (3.13.38) отражают влияние прочности структурной сетки на скорость оседания слоя взвеси. Причем второе слагаемое — это разность сил давления структурированного столба взвеси на верхнюю и нижнюю границы слоя толщиной ёР1, а третье — сила трения слоя о стенки сосуда. Роль последнего растет с уменьшением поперечного размера сосуда Я. [c.705]

Методы оценки, основанные на определении скорости оседания флокули-рованных суспензий (разработаны АКХ РСФСР) [c.584]

Гранулометрический состав коагулирующей дисперсной системы в любой момент времени в принципе может быть вычислен с помощью фундаментальных уравнений кинетики коагуляции Смолуховского. Однако для реализации этой возможности необходимо с помощью других уравнений учесть изменение в процессе коагуляции ряда параметров, влияющих на скорость коагуляции, в некоторых случаях даже на направление этого процесса. Прежде всего, это изменение структуры частиц, поскольку вместо монолитных исходных частиц при коагуляции образуются более или менее рыхлые флокулы. Их размер, гидродинамические свойства, плотность, концентрация, скорость оседания с одной стороны влияют на процесс коагуляции, а с другой стороны они сами определяются ходом коагуляции. Таким образом, коагуляция, структурирование, оседание частиц оказываются разными сторонами единого сложного процесса структурных превращений дисперсной системы. Задача заключается в нахождении параметров и способов, с помощью которых можно описать этот процесс всесторонне. С этой целью первоначально необходимо рассмотреть по отдельности каждый из основополагающих процессов — коагуляцию дисперсной системы, ее структурирование и расслоение под действием силы тяжести — и затем найти связь этих процессов. [c.696]

Описание этих двух важнейших для технологии процессов — коагуляции и оседания дисперсных систем — не может быть полным и всесторонним, если их рассматривать по отдельности. Коагуляция через размер флокул и долю занимаемого ими пространства влияет на скорость оседания дисперсной фазы. Скорость коагуляции в свою очередь зависит от концентрации флокул (частиц) и их размера, которые непрерывно меняются как в пространстве, так и во времени, в том числе за счет оседания. Система уравнений, описывающих эти взаимосвязанные процессы, поддается только численному решению на вычислительных машинах. Соответствующие программы существуют, способны функционировать на персональном компьютере под управлением стандартного программного обеспечения и представлять получающиеся зависимости в наглядном виде. Однако это не устраняет необходимости в аналитического описания тех же зависимостей. Только простые и обозримые формулы позволяют проследить влияние различных условий и физических процессов на эволюцию дисперсной системы и на ее состояние в произвольный момент времени и по окончании всех процессов. Однако 1юлу-чить такие зависимости можно при достаточно сильном угфощении задачи. [c.700]

Здесь и = 2Apga /9г1 — скорость оседания единичной частицы. Как видно из полученных формул, скорость оседания фрактальных флокул всегда больше в раз, чем скорость оседания индивидуальных частиц (кроме случая ф = 1 — простой цепочки), т. е. коагуляция будет ускорять оседание взвеси. Заметим также, что фрактальные флокулы являются, вероятно, наиболее рыхлыми структурами взаимосвязанных частиц. Плотность иных (не фрактальных) флокул, если таковые существуют, будет, по всей видимости, не меньше плотности фрактальных флокул, и поэтому можно полагать, что они при любой структуре оседают быстрее индивидуальных частиц. По этой причине в дальнейшем не будет подчеркиваться, что речь идет о фрактальных флокулах. Их преимущество в том, что имеется однозначная связь между размером и массой флокул. [c.701]

Она совпадает с концентрацией дисперсной фазы ф, (формула (3.13.13)) внутри флокул в момент их соприкосновения с осадком. Таким образом, эта пара формул дает в параметрическом виде зависимость концентрации дисперсной фазы от высоты внутри осадка. Важно, что в отл1гчие от осадков в устойчивых к коагуляции взвесях (см. подраздел 3.8.3) здесь концентрация переменна по высоте, причем на дне ф/ = 1, а на границе со взвесью совпадает с концентрацией дисперсной фазы во взвеси ф. Несмотря на оседание флокул, их концентрация внутри столба взвеси постоянна по высоте, так как все они оседают с одинаковой скоростью. [c.702]

Еще одна проблема чрезвычайно усложняет решение и без того сложной системы множества уравнений кинетики коагуляции с переменными коэффициентами 5,у. Это оседание частиц (флокул). Его роль становится тем сильнее, чем дальше заходит процесс коагуляции и чем шире становится спектр размеров флокул за счет увеличения количества ьфупных флокул. Их скорость оседания и заметно больше, чем скорость оседания мелких флокул. Различие в скоростях оседания разных флокул приводит к тому, что гранулометрический состав взвеси меняется не только во времени, но и по высоте к столба коагулирующей взвеси (см. подраздел 3.8). Следует отметить, что уравнение оседания полидисперсной взвеси даже без коагуляции не может быть решено аналитическими методами. Тем более это относится ко всей системе уравнений эволюции взвеси, включающей в себя уравнения коагуляции, уравнения оседания и уравнения материального баланса (сохранения) для всех фракций. Уравнения сохранения выражают тот [c.704]

Здесь первое слагаемое упрощенно — через средние значения параметров 5 и и коагулирующей взвеси — описывает вклад коагуляции, а второе — вклад переноса вещества в общий эффект изменения числовой концентрации частиц (флокул). Это уравнение является упрощенным вариантом уравнения (3.13.36) из предыдущего подраздела. Коэффициент 5 представляет константу скорости коагуляции х З Г/Зт], а — коэффициент переноса, в частности, д = ёи1дН, если имеется продольный градиент скорости оседания частиц, который и означает сжатие слоя взвеси. [c.706]

Если дисперсионной средой является вода, то агрегативная устойчивость получающихся суспензий объясняется действием первых двух факторов. Однако в некоторых случаях водные суспензии неустойчивы и образуют рыхлые агрегаты (флокулы), которые состоят из большого числа коагулированных частиц и имеют значительно большую скорость оседания, чем первоначальные одиночные частицы. В этом случае вместо воды применяют другие, неполярные органические среды. [c.75]

Структурирование — одно из видимых и важных проявлений процесса коагуляции. Оно возможно, когда этот процесс заходит достаточно глубоко. Другое универсальное проявление коагуляции, которое заметно уже на начальном этапе коагуляции, — это ускорение процесса расслоения взвеси на две или больщее число фаз осадок, взвесь и свободную от частиц среду. Принцшшальное отличие оседания коагулирующей взвеси от оседания агрегативно устойчивой взвеси заключается в том, что как скорость этого процесса, так и концентрация оседающей субстанции при коагуляции изменяется во времени. Под субстанцией подразумеваются и первичные частицы взвеси, и флокулы, и снлощная структурная сетка, которая также подвержена оседанию (уплотнению) под действием силы тяжести. [c.700]

После перехода суспензии в структурированное состояние прекращаются коагуляционные процессы, скорость которых отражается в уравнении (3.13.44) константой 5. Указанный переход контролируется соотно-щением величин т к для каждого слоя взвеси при условии, что прочность флокул достаточна для того, чтобы они не разрушались под действием собственного веса. В обратном случае возможное наибольшее число частиц в одной флокуле будет ограничено ее гидродинамически равновесным размером и соответствующим этому размеру числом частиц во флокуле т . Таким образом, сила сцепления частиц влияет на режим оседание не только в структурированном (через величину т), но и в доструктурном состоянии. [c.707]

Основное применение (со)полимеров АА - использование в качестве флокулянтов. Большая часть производимых в СССР и во всем мире (со)полимеров АА находит практическое применение в качестве флокулянтов в горнодобывающей, бумажной, металлургической, легкой, пищевой, угольной, не фтедобывающей промышленности. Более подробно остановимся именно на этой области применения (со)полимеров АА. Действие высокомолекулярных водорастворимых флокулянтов [в том числе и (со)полимеров АА] основано главным образом на двух механизмах. Первый - мостичный механизм флокуляции макромолекулы адсорбируются на взвешенных частицах, связывая их в единый ансамбль - флокулы [24]. Второй - нейтрали-зационный механизм флокуляции заряженные макроионы адсорбируются на заряженных дисперсных частицах, нейтрализуя их и тем самым снижая кинетическую (седиментационную) устойчивость системы [25]. Для (со)полимеров АА высокой молекулярной массы определяющим является, как правило, мостичный механизм флокуляции. Эффективность действия (со)полимеров АА для реальных дисперсных систем зависит от большого числа параметров, во многих случаях затруднена оценка влияния каждого конкретного фактора на результирующий макроскопический флокулирующий эффект, поэтому возникла необходимость всесторонних исследований (со)полимеров АА как флокулянтов прежде всего на модельных дисперсных системах (ДС). В качестве модельных ДС были апробированы охра, каолин и оксид меди. Влияние различных факторов на флокулирующие показатели (со)-полимеров АА приведено в обзоре [26]. Эксперименты были спланированы таким образом, чтобы обеспечить конкретную оценку влияния лишь одного параметра системы при сохранении неизменными всех других параметров. Рассмотрим влияние отдельных факторов на процесс флокуляции (со)полимеров АА в модельных ДС. При использовании ПАА и сополимеров на основе АА для ускоренной седиментации реальных ДС концентрация дисперсной фазы Сд может изменяться в широких пределах - от 0,002 до 40-50%. С ростом Сд закономерно уменьшается расстояние между частицами, растет суммарная поверхность раздела фаз. На модельных ДС были изучены особенности флокуляции (со)полимерами АА при варьировании Сд включая и область стесненного оседания (Сд>3%) [25]. Для количественной оценки флокупирующего эффекта используется безразмерный параметр В [27] D = v/vo-l, где м и о скорость седиментации соответственно с добавкой и в отсутствие флокулянта. Если Б > О, то полимерная добавка выступает в роли флокулянта, и чем больше О, тем выше флокулирующий эффект за счет вводимой добавки. Если же О < О, то вводимая добавка полимера работает как стабилизатор, т. е. способствует повышению седиментационной устойчивости системы. Использование относительного параметра В вместо V для оценки флокули- [c.175]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология