Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии», страница 14

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Чему равно сопротивление среды при движении твердой частицы с малой и высокой скоростью?

2. Каковы границы применимости законов Стокса и Ньютона?

3. Чему равно сопротивление среды в промежуточной области?

4. Как определить скорость осаждения частицы в условиях применимости законов Стокса и Ньютона?

5. Что такое построение Лященко и для чего оно используется?

6. Как по экспериментальным данным определить область применимости того или иного закона осаждения?

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А   3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ

СОПРОТИВЛЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИИ

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы: изучение влияния различных факторов на скорость процесса фильтрации жидкости и определение коэффициентов сопротивления фильтрации.

Фильтрация используется в технике для разделения суспензий на твердую и жидкую фазу и применяется во многих химических производствах. Сущность фильтрации заключается в том, что под влиянием разности давлений до и после фильтрующей перегородки (ткань, сетка, пористая керамика и др.) жидкость проходит через поры перегородки, а твердые частицы задерживаются на ней, образуя слой осадка. Увеличивающийся по мере фильтрования слой осадка далее уже сам начинает играть роль фильтрующей среды. Жидкость проходит через слой осадка, т.е. через прозоры между отдельными частицами осадка и через пористую перегородку. Размеры прозоров в слое осадка имеют неправильную и переменную по длине слоя форму сечения. Размер и форма прозоров зависят от гранулометрического состава осадка, формы частиц и физических свойств осадка (его сжимаемости). Скорость и сопротивление фильтрации, благодаря значительной толщине слоя осадка по сравнению с толщиной фильтрующей ткани, определяются в основном качеством и величиной самого слоя осадка. Площадь сечения всех каналов (живое сечение осадка) является частью общего сечения осадка на фильтре, которую трудно определить. Так как размеры частиц в суспензиях обычно составляют лишь десятки микрон, то осадок из них образует очень узкие, капиллярные прозоры и каналы.

Поэтому вытекание фильтруемой жидкости в капиллярных прозорах осадка и порах фильтрующей перегородки имеет ламинарный характер, критерий имеет весьма малую величину. Скорость течения жидкости при ламинарном режиме подчиняется уравнению Пуазейля: