Bilis ng sedimentation

Ang bilis ng sedimentation ay tumutukoy sa rate kung saan ang mga particle sa isang suspensyon o slurry ay tumira sa ilalim ng impluwensya ng gravity o centrifugal na puwersa. Kapag ang mga particle ay nasuspinde sa isang likidong daluyan, nagpapakita sila ng isang pagkahilig upang manirahan dahil sa gravity o centrifugal na puwersa na inilalapat sa mga makina tulad ng mga sentripuges. Ang rate kung saan nangyayari ito, na kilala bilang bilis ng sedimentation, ay nag -iiba depende sa ilang mga kadahilanan, kabilang ang laki ng butil, density, hugis, at lagkit ng likido.

Ang mga kadahilanan na nakakaimpluwensya sa bilis ng sedimentation

Laki ng butil at hugis

Ang mga mas malaki at mas malalakas na mga particle sa pangkalahatan ay tumira nang mas mabilis dahil sa pagtaas ng mga puwersa ng gravitational na kumikilos sa kanila. Ang hugis ng mga particle ay gumaganap din ng isang papel. Ang mga spherical particle ay may posibilidad na manirahan nang mas mabilis kaysa sa mga hindi regular na hugis. Ito ay dahil ang mga spherical particle ay nahaharap sa mas kaunting paglaban sa pag-drag kumpara sa mga hindi spherical, na nagpapagana ng mas mabilis na paggalaw sa pamamagitan ng likido.

Liquid Viscosity

Ang mas mataas na lagkit na likido ay lumikha ng higit na pagtutol sa paggalaw ng butil, binabawasan ang bilis ng sedimentation. Sa mga pang -industriya na proseso, ang pagpili ng tamang lagkit ay susi sa pag -optimize ng proseso ng paghihiwalay at pagkamit ng nais na rate ng sedimentation.

Temperatura

Ang temperatura ng likido ay maaaring maimpluwensyahan ang parehong lagkit ng likido at ang pag -aayos ng pag -uugali ng mga particle. Ang mas mataas na temperatura ay karaniwang binabawasan ang lagkit, na kung saan ay maaaring dagdagan ang bilis ng sedimentation.

Centrifugal Force

Sa sentripugasyon, ang isang malakas na panlabas na puwersa ay inilalapat upang madagdagan ang bilis ng sedimentation. Ang bilis ng sentripuge, ang gravitational field (G-Force), at ang radius ng pag-ikot lahat ay nakakaapekto kung gaano kabilis ang mga particle na tumira sa isang sentripugal separator. Sa pamamagitan ng pagmamanipula ng mga parameter na ito, ang mga rate ng sedimentation ay maaaring makabuluhang mapahusay, na ginagawang isang malakas na pamamaraan ang sentripugasyon para sa mabilis na paghihiwalay.

Bilis ng sedimentation sa mga proseso ng paghihiwalay

Ang sedimentation ay isa sa pinakaluma at prangka na mga diskarte sa paghihiwalay. Ito ay nakasalalay sa pagkakaiba -iba ng density ng solidong mga particle at ang likidong yugto. Ang pagkakaiba na ito ay nagiging sanhi ng mga particle na lumipat pababa at tumira sa ilalim ng isang lalagyan, habang ang likidong yugto ay nananatili sa itaas. Ang bilis kung saan ito nangyayari nang direkta ay nakakaapekto sa kahusayan at oras na kinakailangan para sa paghihiwalay.

Sa paghihiwalay ng pang -industriya, ang pagtaas ng bilis ng sedimentation ay nagbibigay -daan para sa mas mabilis na pagproseso at mas mahusay na paghihiwalay. Sa mga proseso tulad ng paggamot ng wastewater, kung saan kailangang alisin ang malaking halaga ng putik, tinitiyak ng isang mataas na bilis ng sedimentation na ang mga kontaminado ay epektibong nahihiwalay mula sa tubig sa isang maikling oras.

Ang sentripugasyon ay isang pangkaraniwang proseso na ginagamit sa mga industriya tulad ng paggawa ng pagkain at mga parmasyutiko, kung saan ang aplikasyon ng mga high-speed rotational na puwersa ay kapansin-pansing nagdaragdag ng bilis ng sedimentation. Ang paggamit ng mga sentripugal na separator ay maaaring mapabilis ang mga proseso ng paghihiwalay na kung hindi man ay mas matagal sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng gravitational.

Mga puwersa na kumikilos sa butil sa sedimentation

Maraming mga puwersa ang kumikilos sa mga particle sa panahon ng sedimentation, na tinutukoy kung gaano kabilis ang pag -aayos nila:

Gravitational Force (Timbang): Ang puwersa na kumukuha ng butil na pababa dahil sa gravity ng lupa, proporsyonal sa masa nito.

Buoyant Force: Ang paitaas na puwersa na isinagawa ng likido na sumasalungat sa gravity. Ayon sa prinsipyo ng Archimedes, ang puwersa na ito ay katumbas ng bigat ng inilipat na likido.

Drag Force (Paglaban): Ang paglaban na naranasan ng butil habang gumagalaw ito sa likido. Ang puwersa na ito ay nakasalalay sa laki, hugis ng butil, at lagkit ng likido. Ang batas ng Stokes ay karaniwang ginagamit upang ilarawan ang drag force para sa mga maliliit na partikulo.

Ang balanse sa pagitan ng mga puwersang ito ay tumutukoy sa bilis ng sedimentation. Kapag ang lakas ng gravitational ay katumbas ng lakas ng lakas at ang lakas ng pag -drag, ang butil ay umabot sa tulin ng terminal nito, o bilis ng sedimentation.

Pagkalkula ng bilis ng sedimentation

Ang bilis ng sedimentation, o bilis ng terminal, ay maaaring kalkulahin gamit ang batas ng Stokes para sa maliit na spherical particle sa isang malapot na likido:

Saan:
v ay ang bilis ng sedimentation (sa m/s),
r ay ang radius ng butil (sa metro),
ρparticleis ang density ng butil (sa kg/m³),
ρfluidis ang density ng likido (sa kg/m³),
η ay ang pabago -bagong lagkit ng likido (sa PAS),
Ang G ay ang pagpabilis dahil sa gravity (9.81 m/s²).

Ang equation na ito ay naaangkop sa maliit, spherical particle na gumagalaw sa mabagal na bilis (mababang mga numero ng Reynolds). Para sa mga di-spherical particle o mas mataas na bilis, kinakailangan ang mas kumplikadong mga modelo.

Mapagkukunan
Rausch, W. (2016). Mga teknolohiya ng paghihiwalay ng butil sa industriya ng kemikal at parmasyutiko. Springer International Publishing.
Flottweg se. (n.d.). Sedimentation Speed ​​- Pangkalahatang -ideya at pagkalkula. Nakuha mula sa Flottweg Separation Technology Wiki
Lowenberg, A. (2009). Mga Batayan ng Centrifugation: Bahagi 2 - Sedimentation. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
Kuno, H. (2001). Panimula sa teorya ng paggalaw ng butil sa mga likido. MIT Press. $