Осаждение твердых частиц в жидкости

Глава 20. ОСАЖДЕНИЕ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ В ЖИДКОСТИ [c.311]

Свободное осаждение твердых частиц в жидкости. Гидравлическая крупность частицы [c.311]

Стесненное осаждение твердых частиц в жидкости [c.313]

Рассмотрим в более общем виде явление осаждения твердой частицы в покоящейся несжимаемой жидкости, которое происходит в результате того, что ее плотность больше плотности жидкости. Скорость осаждения твердой частицы в неподвижной воде при /=10°С называют гидравлической крупностью и обозначают и (мм/с). [c.129]

Архимеда, в правой части — произведение значения коэффициента лобового сопротивления с на квадрат значения критерия Рейнольдса. Так как коэффициент лобового сопротивления для частиц определенной формы зависит только от числа Рейнольдса с =/(Ре), уравнение равномерного осаждения (всплывания) твердых частиц в жидкости можно представить в виде [c.263]

Гидродинамика движения жидких и твердых частиц в жидкости при низких температурах детально изучена [1—3]. Однако при высоких температурах в жидкостях (расплавленных шлаках, солях) осаждение металлических гранул должно зависеть не только от объемных физико-химических свойств, но и от поверхностных, т. е. от тех поверхностных эффектов, которые возникают в результате большого градиента температур между гранулой, входящей в расплав и расплавом. [c.75]

Транспортирование дискретных материалов. Из всех явлений потока возможно наиболее трудно поддается анализу движение дисперсных элементов в жидкости, движущейся в свою очередь относительно неподвижных границ. Существо вопроса состоит в том, что твердые частицы в жидкости или газе, капли жидкости в газе, пузырьки воздуха в жидкости или нерастворимые капли одной жидкости в другой находятся во взвешенном состоянии. Такие условия встречаются при различных видах осаждения, в высокоскоростных потоках в открытых каналах, в двухфазных потоках в трубах, в метеорологии, при очистке нефти и в химическом производстве. Практически при этих условиях число переменных настолько велико, что необходимо упростить задачу, не умаляя значения приблизительных соотношений, подлежащих определению. [c.28]

Осаждение взвешенных частиц происходит под действием силы тяжести. Современные конструкции отделителей взвеси являются в основном проточными, т. е. с непрерывным движением воды от входа к выходу. В этих условиях осаждение частиц может быть осуществлено при достаточно малой скорости движения воды, при которой поток почти полностью теряет свою транспортирующую способность. Осаждение твердых частиц в этом случае подчиняется с известным приближением законам осаждения в неподвижном объеме жидкости. Эти законы хорошо изучены применительно к явлению осаждения частиц, не слипающихся друг с другом в процессе осаждения. Основным законом осаждения взвеси является линейный закон Стокса [c.69]

Формула (125) позволяет определить скорость осаждения твердых частиц в покоящейся жидкости при любом режиме осаждения. [c.122]

Рассмотрим случай осаждения сферической твердой частицы в вязкой жидкости (рис. 5.23). Вес частицы с учетом силы взвешивания [c.261]

До сих пор основное внимание было направлено преимущественно на случаи однородного, т. е. поступательного движения жидкости относительно частиц. В данной главе будут рассмотрены явления, вызванные движением жидкости относительно взвешенных в ней твердых частиц, имеющим характер сдвигового течения. Будем считать, что суспензию частиц в жидкости можно в некотором смысле рассматривать как сплошную среду. Эта точка зрения, по-видимому, разумна, когда размеры частиц очень малы по сравнению с размерами сосуда, содержащего суспензию. Таким образом, среди прочих свойств попытаемся определить кажущуюся вязкость такой суспензии. Задачи, связанные с вязкостью суспензий, важны не только в случае, когда суспензия состоит из макроскопических частиц, как это имеет место во многих промышленных процессах, связанных с сепарацией или с химическими реакциями, но также и тогда, когда частицы настолько малы, что их размер приближается к молекулярным размерам взвешивающей жидкой среды (коллоидные частицы). Вязкость суспензии, так же как и скорость осаждения, характеризуется теми же основными параметрами, а именно а) природой жидкости б) природой взвешенных частиц в) концентрацией взвешенных частиц г) движением частиц и жидкости, причем главной отличительной чертой является сдвиговой характер последнего. Ввиду малого размера частиц, участвующих в задачах определения вязкости, могут стать важными и другие свойства, такие, как внутренняя гибкость и деформируемость. [c.498]

Центробежные очистители (центрифуги), в которых очистка жидкостей от твердых частиц осуществляется под действием сил центробежного поля. Как в отстойниках, так и в центрифугах жидкость очищается только от тех частиц, плотность которых больше плотности жидкости. На автомобилях и тракторах применяются центрифуги, имеющие числа оборотов ротора 5000—8000 в минуту, в результате чего скорость осаждения твердых частиц 60 [c.60]

Ультразвуковые очистители, принцип действия которых основан на коагуляции твердых частиц в поле колебаний и осаждении полученных крупных агломератов из потока очищаемой жидкости под действием собственного веса в осадок. При этом скорость потока жидкости в ультразвуковом поле должна быть меньше скорости осаждения частиц загрязнения, что является одним из основных недостатков такого метода очистки и трудно выполнимо для практических целей. Ультразвуковые очистители, как и электростатические, еще не вышли из стадии исследований. [c.62]

Для осаждения порошков изоляционных материалов на проводящие подложки может быть использовано явление электрофореза [23]. Электрофорезом называется движение взвешенных частиц в жидкости под действием приложенного электрического поля. Частицы твердого вещества несут электрические заряды, которые испытывают действие сил электрического поля, что и вызывает перемещение частиц. Электрофорез напоминает явление электролиза с той разницей, что носители зарядов имеют иную природу, а также другие размеры и подвижность. Частицы могут быть поло- [c.72]

Сгущение основано на осаждении твердых частиц под действием сил тяжести. Это наиболее дешевый способ, но им можно уменьшить жидкость в пульпе до 40—60%. Сгущение происходит путем отстаивания пульпы в чанах-сгустителях. Чаны делают из железобетона диаметром до 100 м. В центр сгустителя через питательную воронку непрерывно подают исходную пульпу. Твердые частицы оседают на коническое дно сгустителя. Процессы осаждения могут быть ускорены добавкой электролитов. Эта добавка вызывает флокуляцию, т. е. объединение мелких частиц в крупные агрегаты, которые осаждаются быстрее. В качестве электролитов применяют известь, квасцы, сернокислый алюминий и другие вещества. [c.57]

В тех случаях, когда количество твердых частиц в растворе велико или есть необходимость использования твердого вещества, осажденного на фильтре, рационально применять фильтрующие ткани. Они могут быть изготовлены из натуральных химических (искусственных и синтетических) и стеклянных волокон. При выборе тканевого фильтрующего материала существенное значение имеет стойкость ткани к фильтруемой жидкости. [c.267]

Из формулы (142) следует, что в случае неподвижной жидкости скорость осаждения твердых частиц сферической формы (седиментация) при Ке < 1 пропорциональна квадрату диаметра частицы. [c.145]

Осаждение отдельной твердой частицы в безграничном объеме жидкости называется свободным. Практически, при небольшой концентрации взвешенных частиц и в ограниченном объеме жидкости осаждение частиц происходит свободно. [c.311]

Многие реальные физические процессы хорошо описываются DLA- моделью. Это прежде всего электролиз, кристаллизация жидкости на подложке, осаждение частиц при напылении твердых аэрозолей. В DLA- процессе на начальном этапе в центре области устанавливается затравочное зерно, затем из удаленного источника на границе области поочередно выпускаются частицы, которые совершают броуновское движение и в конечном итоге прилипают к неподвижному зерну. Таким образом происходит рост DLA- кластера. [c.29]

Рассмотрим осаждение твердой тяжелой частицы в неограниченном объеме вязкой жидкости в начальный момент скорость движения частицы и = 0. Воспользуемся уравнением движения в виде [c.261]

Схематически начало образования осадка и сводиков на пористой перегородке приведено на рис. 10. На пористой перегородке / имеются застойные зоны, где создаются благоприятные условия для осаждения частиц. Со временем в этих застойных зонах накапливается достаточно большое количество осевших твердых частиц 2 и при дальнейшем их накоплении появляются условия для образования сводиков над входом в поры. Чем больше Б рабочей жидкости твердых включений, тем более благоприятные условия для образования осадка и сводиков на пористой перегородке. Этому способствует и увеличение скорости фильтрования. Фильтрование с образованием осадка на пористой перегородке возникает в тех случаях, когда концентрация загрязнений в рабочей жидкости гидросистем составляет 0,15% и более. [c.62]

Количество и размер твердых частиц, находящихся в фильтруемой жидкости и в фильтрате (в жидкости, прошедшей через фильтр), обычно определяют осаждением этих частиц и измерением их при помощи микроскопа. При этом способе измерения частиц проба загрязненной жидкости, подлежащая анализу, отстаивается, твердые частицы выпадают из жидкости и оседают на дно мензурки, на котором помещается стекло, предварительно покрытое прозрачным жидким клеем, не растворяющимся в фильтруемой жидкости. [c.615]

Скорость осаждения капли жидкого металла в вязкой среде отличается от скорости осаждения твердого шарика того же радиуса, определяемой уравнением Стокса. Причиной этого является наличие тангенциальной скорости частиц жидкой капли на границе раздела капля—среда [115]. В падаюш,ей калле возникает вихревое движение жидкости, вызываюш,ее в нижней части капли перемещение частиц из середины капли к ее поверхности, а в верхней части — от поверхности к внутренним слоям. [c.84]

В процессе отстаивания пульпа проходит две главные фазы отстаивание твердых частиц и осветление раствора и уплотнение, или сжатие осадка. Фаза отстаивания характеризуется такой плотностью пульпы, при которой частицы (агрегаты) свободно осаждаются под действием силы тяжести с постепенно уменьшающейся скоростью до тех пор, пока не будет достигнута критическая точка, на которой заканчивается осаждение и начинается уплотнение осадка. Фаза уплотнения, или сжатия осадка характеризуется настолько тесным расположением частиц (агрегатов), что они собственно не осаждаются, а сжимаются, причем жидкость, заключенная в осадке, выжимается и выходит по образующимся каналам в выше расположенные слои более жидкой пульпы. На переход сгущения в фазу уплотнения указывает резкое замедление скорости отстаивания и образование каналов чистого раствора в сгущенном продукте. [c.135]

На рис. 1.1.2—1.1.4 схематически изображена сферическая ячеечная модель со свободной поверхностью [23] применительно к явлениям осаждения, течения в пористой среде и вязкости суспензии. При седиментации группа частиц под действием силы тяжести оседает в жидкости с одной и той же скоростью. Нанте внимание при этом сосредоточено на одной частице, которая окружена жидкой оболочкой, изображенной на рисунке пунктирной линией. Радиус этой жидкой оболочки определяется из условия, что внутри ячейки объемная концентрация твердой фазы должна быть такой же, как и во всей системе. Конечно, такие воображаемые оболочки, или ячейки, окружающие каждую частицу, в реальной системе будут искажены, будет происходить утечка жидкости из одной ячейки в другую, однако предполагается, что в среднем можно пользоваться сферической ячейкой ввиду хаотичности расположения частиц. Тогда все возмущение, вносимое в поток каждой частицей, локализовано в пределах объема жидкости, непосред- [c.18]

Количество и размер твердых частиц, находящихся в фильтруемой жидкости и в фильтрате, обычно определяют способом осаждения этих частиц и измерения их при помощи микроскопа. [c.533]

При наложении электрического поля и наличии положительных или отрицательных ионов на поверхности твердых частиц происходит движение послед(них в жидкости по направлению к катоду (при катафорезе) или к аноду (при анафорезе) и осаждение их в виде слоя той или иной толщины. [c.130]

Шликер готовят либо путем размола твердого материала в дисперсионной среде, либо путем перемешивания с ней предварительно размолотого порошка. При литье шликер наливают в форму до полного ее заполнения (наливной способ) или заливают непрерывной ровной струей (сливной способ). Механизм формования заключается в направленном осаждении частиц шликера на стенках формы под действием направленных к ним потоков жидкости. В результате впитывания жидкости в поры материала формы возникают всасывающие силы, воздействующие на частицы твердой фазы шликера (мелкие частицы перемещаются легче крупных), укладывая их на поверхностях формы слоем равномерной толщины. [c.261]

Осаждение твердых частиц в потоке, движущемся с весьма малой скоростью, почти полностью лишенном транспортирующей способности, подчиняется, по В. Т. Турчиновичу, с известным приближением законам осаждения в неподвижном объеме несжимаемой жидкости, с удельным весом у, плотностью р и вязкостью р. Эти законы достаточно изучены применительно к явлению осаждения, зернистой устойчивой взвеси, частицы которой в процессе седиментации не изменяют своей формы и размеров. В значительно меньшей степени изучено явление осаждения неустойчивой взвеси, способной агломерироваться в процессе соосаждения. Оба явления имеют важное практическое значение для осветления осаж,дением природных и сточных вод, при рассмотрении воп- [c.128]

Молекулярная диффузия есть процесс переноса вещества благодаря подвижности молекул. Постепенное размывание первоначально резкой границы между двумя различными жидкостями — обычный 1пример молекулярной диффузии. Градиенты температуры, градиенты давления и внешние силовые поля также влияют на молекулярный перенос вещества. Эти эффекты обычно невелики, однако легко найти примеры, в которых они существенны. Эти примеры включают в себя разделение веществ в высокоскоростных центрифугах и осаждение твердых частиц в суспензиях, где гравитационное поле вызывает перемещение твердых частиц относительно жидкой фазы. Если жидкость находится в движении, мы должны также тщательно различать случаи ламинарного и турбулентного течений, так как, если течение турбулентно, макроскопический обмен благодаря турбулентному перемешиванию частиц жидкости обычно значительно превосходит обмен благодаря молекулярным процессам. Обычная молекулярная диффузия часто называется градиентной диффузией, так как она может быть описана выведенным из опыта законом, согласно которому интенсивность переноса массы некоторого вещества на единицу площади пропорциональна градиенту концентрации этого вещества. Это соотношение известно как первый закон Фика и аналогично закону Ньютона для вязкости и закону Фурье для теплопроводности, как указывалось в 3-5. [c.445]

Вредители и болезни сельскохозяйственных растений, а также сорная растительность являются причинами потерь значительной части урожая и снижения его качества. Для защиты растений применяют метод опрыскивания, дающий возможность механизировать весь комплекс химических мероприятий по борьбе с вредителями. Для этих целей применяются опрыскиватели. Типовой технологический процесс опрыскивания заключается в следующем. В баке, где содержится рабочая жидкость, происходит непрерывное перемешивание с целью сохранения ее однородного состава. Эта жидкость под давлением выбрасывается на растения в мелкораспыленном виде. Основные части опрыскивателя насос, мешалка, регулятор давления, распиливающее устройство. Насос создает давление, необходимое для распыливания жидкости и нанесения ее па обрабатываемый объект. Работа мешалки препятствует расслоению эмульсии или осаждению твердых частиц в суспензии. Регулятор давления выравнивает давление жидкости в напорной ветви опрыскива- [c.224]

Более сложный характер имеет дв 1жение твердых частиц в горизонтальной трубе. Для эффективного транспо 1тирования взвесей необходимо, чтобы скорость потока превышала так называемую критическую скорость, т. е. минимальную скорость потока, при которой твердые частицы движутся в жидкости без осаждения. При скоростях vleньшe критической начинается осаждение твердого материала. [c.278]

Формула (11.7) позволяет определить скорость падения твердых частиц в покоящейся жидкости при любом режик е осаждения. [c.130]

Участок стабилизации скорости при свободном осаждении относительно мал, поэтому основной участок частица проходит равномерно с постоянной скоростью — скоростью равномерного свободного осаждения (всплывания) твердого тела в жидкости, называемой гидравлической крупностьЕО. Аналогом гидравлической крупности применительно к обтеканию свободной частицы воздушным потоком является скорость витания. Под этим понятием понимается постоянная скорость восходящего потока воздуха, при которой твердые частицы остаются статистически на одном уровне, т. е. находятся во взвешенном состоянии. [c.261]

К мокрым золоуловителям относятся центробежные скрубберы ЦС-ВТИ, мокропрутковые золоуловители МП-ВТИ н пенные газоочистители. Процесс улавливания твердых частиц из дымовых газов в золоуловителях ЦС-ВТИ и МП-ВТИ происходит при осаждении частиц на пленке жидкости, текущей по внутренним поверхностям аппарата — стенкам и пруткам, и на каплях жидкости, находящихся в объеме. Одновременно с твердыми частицами в мокрых золоуловителях вода при контакте с очищаемым газом абсорбирует часть содержащихся в нем соединений серы, азота и других веществ, образуя кислые растворы. При содержании в золе дымовых газов соединений СаО больше 20% образуются твердые ртложения, нарушающие работу золоуловителя и примыкающих к нему трубопроводов. [c.334]

Одной из важных гидродинамических характеристик твердых частиц, переносимых потоком, является их гидравлическая крупность (с14орость свободного равномерного гравитационного осаждения частиц в покоящейся воде). Задача о скорости падения частиц в жидкости имеет долгую историю исследований. Первая работа здесь принадлежит еще Дж. Г. Стоксу (1851). В СССР обширные исследования гидравлической крупности одиночных частиц были выполнены А. П. Зегждой (1934), Б. В. Архангельским (1935), Г. Н. Лапшиным и В. Н. Гончаровым (1938, 1954). Ими даны обобщающие таблицы и формулы, широко используемые в настоящее время. [c.765]

В с долей твердых частиц фд, оседающих со скоростью гУАв так что в верхней части столба появляется чистая жидкость А. К моменту времени 1 образуются слои Си/), показанные на фиг. 9.3, б поверхность раздела СО перемещается со скоростью Wв 1 как показано на соответствующих диаграммах, до тех пор, пока к моменту з не будет достигнута конечная величина объемного содержания твердых частиц. Обоснованность этого общего метода была далее показана на примере системы газ — жидкость с противотоком [76]. Подобный метод был использован в работе [6441 при исследовании влияния погруженных тел на осаждение частиц суспензии. Подробный анализ дан в книге [4661. Пирс [590] изучал проблему осаждения пыли в присутствии обращенных вниз поверхностей. [c.391]

Системы, в которых наблюдается движение совокупности небольших частиц относительно жидкости, в которой они находятся, встречаются в широком круге явлений, представляющих интерес как для ученых, так и для инженеров. Эти явления, вообще говоря, можно разбить на несколько классов. Частицы могут перехмещаться сквозь жидкость совместно, в общей массе, как это происходит при осаждении. Напротив, частицы могут оставаться более или менее неподвижными, как в плотноупакованном слое. Относительные движения частиц и жидкости могут быть более сложными, как в псевдоожиженных системах. Наконец, явление вязкости суспензии, или сопротивления сдвигу, обнаруживается при движении твердых частиц относительно друг друга, когда течение несущей жидкости является сдвиговым. В природе и технике встречается много процессов, связанных с такими типами движения. Основная цель данной книги и состоит в том, чтобы добиться понимания поведения систем, содержащих частицы, причем исходным пунктом будет динамика одиночных частиц. [c.15]

Некоторые особенности адгезионного взаимодействия пленок, полученных при осаждении нз жидкости. Пленкп могут быть сформированы после нанесения на поверхность твердых частиц, находящихся в жидкой среде. Жидкость в этом случае обеспечивает смачивание и копирование поверхности субстрата, равномерное распределение твердых частиц по поверхности, что обусловливает постоянную толщину пленки. Кроме того, жидкость может участвовать в формировании самой пленки, взаимодействуя с частицами, которые находятся в этой жидкости. [c.245]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...