close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Методика определения констант фильтрования при разделении суспензий с псевдопластической дисперсионной средой.

код для вставкиСкачать
31
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
Как видно из графиков для «степенной»
жидкости скорость фильтрования на центробежных, пористых насадках произвольной криволинейной формы в значительной степени зависит от эффективной вязкости, а значит и от
компонент тензора скорости деформации.
Vz*10-4,m /c
29
la 10-7
la 10-8
24
la 5*10-8
19
la 10-9
14
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
9
4
-1
0
5
10
15
20
25
30
35
l*10-2,m
Рис. 8. Распределение меридиональной скорости жидкости по длине образующей насадки произвольной формы
при различных значениях проницаемости насадки (k=1,15,
ω=100 1/с-1, n=0,8, ρ=900 кг/м3)
1. Г.В. Рябчук, И.А. Никулин, А.Б. Голованчиков,
Г.А. Попович. Определение основных гидродинамических
параметров процесса течения «степенной» жидкости по
проницаемой поверхности насадки произвольной формы:
Статья-Известие вузов, Волгоград, 2009.
2. Просвиров А.Э. Математическое моделирование и
оптимизация процессов грануляции жидкотекучих сред в
центробежном поле: Дис. … канд. техн. наук: 05.13.16.–
Волгоград, 1996.–154 с.
УДК 532.546
Е. А. Мишта, В. А. Балашов, Н. A. Меренцов
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНСТАНТ ФИЛЬТРОВАНИЯ
ПРИ РАЗДЕЛЕНИИ СУСПЕНЗИЙ С ПСЕВДОПЛАСТИЧЕСКОЙ ДИСПЕРСИОННОЙ СРЕДОЙ
Волгоградский государственный технический университет
Предлагается методика экспериментального определения констант фильтрования при моделировании
процесса фильтрования при постоянном давлении суспензий с псевдопластической дисперсионной средой и
образованием слоя осадка на несжимаемой фильтровальной перегородке.
Ключевые слова: фильтрование, константа фильтрования, дисперсионная среда, удельный объем фильтрата.
E. A. Mishta, V. A. Balashov, N. A. Merentsov
THE METHOD OF FILTRATION CONSTANTS DEFINITION UNDER DIVISION OF
SUSPENSIONS WITH PSEUDO-PLASTIC DISPERSIVE ENVIRONMENT
Volgograd State Technical University
It is offered the method of experimental definition of filtration constants with the help of the modeling of filtration process under constant pressure of suspensions with pseudo-plastic dispersive environment and the formation
of precipitation layer on incompressible filtering partition.
Keywords: filtering, constant of filtering, the dispersive environment, specific volume of a filtrate
В работе [1] получено уравнение для
фильтрования суспензий с псевдопластической
дисперсионной средой при постоянном давлении с образованием несжимаемого осадка на
несжимаемой фильтрующей перегородки.
(q + q )
*
э
n +1
n
(
)
= K ф* τ − τ*э ,
1
где
К ф*
n + 1 ⎛ ΔP ⎞ n
=
⎜
⎟ ,
n ⎝ K ⋅r⋅x ⎠
1
τ*э
n ⎛ K ⋅ r ⋅ x ⎞n
*
=
⎜
⎟ ⋅ qэ
n + 1 ⎝ ΔP ⎠
( )
n +1
n
и
(1)
qэ* =
n
Rфп
– константы фильтрования;
r⋅x
q – объем фильтрата, полученного с единицы
площади фильтрованной перегородки, τ –
продолжительность процесса фильтрования,
ΔР – гидравлическое сопротивление слоя
осадка и фильтрующей перегородки, К и n показатель консистентности и индекс течения
фильтрата, r –удельное сопротивление слоя
осадка, x -отношение объемов полученного
осадка и фильтрата, R фп – сопротивление фильтрующей перегородки, q э* – эквивалентный
32
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
объем фильтрата, при прохождении которого
может образоваться слой осадка с сопротивлением равным сопротивлению фильтрационной перегородки.
Уравнение (1) может быть использовано
для расчета фильтрования суспензий с псевдопластической дисперсионной средой только в
том случае, если будут известны значения кон*
*
стант фильтрования К ф , τ ф и q э* . Вследствие
сложной зависимости удельного сопротивления
осадка r и сопротивления фильтрующей перегородки R фп от различных гидродинамических
и физико-химических факторов значение констант фильтрования могут быть определены
только экспериментально. Методика определения констант фильтрования для суспензий с
ньютоновской дисперсионной средой достаточно полно и подробно рассмотрена в работе
[ 2 ] , сведений по их определению для суспензий с псевдопластической дисперсионной средой не имеется.
В начальный момент фильтрования, когда
τ = 0 и q = 0 , из уравнения (1) следует, что
n +1
qэ* n
( )
откуда находим К ф* =
= K ф* ⋅ τ*э ,
( )
qэ*
n +1
n
(2)
τ*э
Продифференцировав это уравнение по переменной τ , получим следующее выражение
⎞
dq qэ* n ⎛ q
= *⋅
⋅ ⎜ * + 1⎟
d τ τэ n + 1 ⎝ qэ
⎠
n +1
⎞n
⎛ q
⎜ * + 1⎟
⎝ qэ
⎠
=
τ
+ 1.
τ*э
1
n
(3)
Известно [2], что определяемая опытным
путем зависимость удельного объема фильтрата от продолжительности фильтрования q =
= f ( τ ) имеет вид кривой, плавно отклоняющейся от оси ординат, как это показано на рис. 1.
Тангенс угла наклона касательной к этой
кривой для произвольной точки определяется,
dq
и тогда в случаи фильтрования
как tg α =
dτ
суспензий с псевдопластической дисперсионной средой для двух точек этой кривой на основании выражения (3) получаем
tg α1 =
qэ*
τ*э
n ⎛ q1 ⎞
⋅
⋅ ⎜ + 1⎟
n + 1 ⎝ qэ* ⎠
−
−
1
n
(4)
1
⎞ n
q* n ⎛ q2
⋅ ⎜ * + 1⎟
tg α1 = *э ⋅
(5)
τ э n + 1 ⎝ qэ
⎠
Поделив эти уравнения почленно можно
определить значение удельного объема фильтрата q э* как
Подстановка этого значения константы Кф*
в уравнение (1) позволяет представить его в безразмерной форме как
−
qэ* =
q2 − a n q1
,
an − 1
tg α1
.
tg α 2
Значение величины a и удельных объемов
q1 и q 2 определяются на основании фильтра-
где a =
ционной кривой q = f ( τ ) . Зная величину q э* ,
можно по одному из уравнений (4) или (5) , например, из уравнения (4), определить τ*э как
1
⎞n
n ⎛ q1
ι*э =
⋅
⋅ ⎜ * + 1⎟
tg α1 n + 1 ⎝ qэ
⎠
qэ*
Определив значения q э* и τ*э , рассчитывают в соответствии с выражением (2) значение
константы Кф* .
Зависимость удельного объема фильтрата от продолжительности фильтрования q = f ( τ )
Зная численные значения констант фильт*
рования К ф , q э* и τ*э можно с помощью уравнения (1) определять производительность филь-
33
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
тра по удельному объему фильтрата при заданном времени процесса фильтрования или продолжительность процесса при заданной производительности фильтра по удельному объему
фильтрата при разделении суспензий с псевдопластической дисперсионной средой.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Балашов В.А., Мишта Е.А. Ефимов М.В. Уравнение Рутса для разделения суспензий с псевдопластической
дисперсионной средой. Публикация в настоящем сборнике трудов.
2. Жужиков В.А. Фильтрование. Теория и практика
разделения суспензий. М.: Химия, 1971, 440с.
УДК 536.715
Г. М. Михайлов, В. Г. Михайлов, Л. С. Рева
УРАВНЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ ТЕМПЕРАТУРОЙ И ДАВЛЕНИЕМ
НАСЫЩЕННОГО ПАРА ВЕЩЕСТВ В ЖИДКОМ СОСТОЯНИИ
Волгоградский государственный технический университет
Рассмотрены трехконстантное уравнение зависимости между температурой и давлением насыщенного
пара веществ в жидком состоянии и полученные из него уравнение температурной зависимости давления
насыщенного пара и уравнение зависимости температуры кипения жидкостей от давления.
Приведены формулы для определения констант уравнений по трем базовым экспериментальным точкам,
а также таблица констант уравнений для некоторых простых, неорганических и органических веществ. Приведены также таблицы примеров сопоставления уравнений с экспериментальными данными.
Ключевые слова: насыщенный пар, уравнение температурной зависимости, давление, кипение жидкости,
органические вещества.
G. M. Mihajlov, V. G. Mihajlov, L. S. Reva
THE EQUATION OF DEPENDENCE BETWEEN TEMPERATURE AND PRESSURE SATED PAIR
SUBSTANCES IN THE LIQUID CONDITION
Volgograd State Technical University
The pair and the basic equation of liquid’s boiling temperature dependence from pressure are considered the
three-constant equation of dependence between temperature and pressure sated pair substances in a liquid condition
and received of it the basic equation of temperature dependence of pressure sated.
Keywords: sated pairs, the equation of temperature dependence, pressure, boiling of a liquid, organic substances.
Для определения давления насыщенного
пара веществ в жидком состоянии в зависимости от температуры Клапейроном было предложено уравнение с использованием критических параметров:
P
⎛T
⎞
(1)
ln
= − A ⎜ KP − 1 ⎟ ,
PKP
⎝ T
⎠
где ТКР и РКР – критические температура и давление; Т и Р – текущие значения температуры и
давления.
В тоже время основные закономерности газового состояния, такие как законы Авогадро,
Бойля-Мариота, Гей-Люсака и объединяющее
их уравнение Клапейрона-Менделеева были
предложены их авторами при исследованиях
вдали от критической температуры и от критического давления.
В действительности оказалось не адекватным не только уравнение (1), но даже не проглядывается сколь-нибудь однообразный характер зависимостей
P
⎛T
⎞
(2)
= f ⎜ KP − 1⎟
PKP
⎝ T
⎠
для различных жидкостей (см. рис. 6.1 в [1]).
Однако непререкаемый авторитет Клапейрона сыграл в данном случае весьма отрицательную роль. Многие ученые модифицировали уравнение (1), усложняя его все новыми
членами в течении доброго столетия. При этом
полученные уравнения и графические зависимости весьма сложны и неуниверсальны.
По мнению авторов работы [1] наиболее
приемлемым является уравнение Фроста и
Колкуорфа
B
P
(3)
ln P = AГ + Г + C Г ln Т + DГ 2 ,
T
T
где Т – температура, К; Р – давление насыщенного пара, мм.рт.ст
Вся сложность пользования уравнением (3)
заключается в определении их констант. В методике определения этих констант закладывается основное условие
ln
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа