BADANIE MODELOWE PROCESU SEDYMENTACJI.doc

Cel ćwiczenia:

Badanie procesu sedymentacji

Wstęp

Rozdzielanie składników wieloskładnikowych można prowadzić dwoma sposobami:

a)operacje dyfuzyjne, podczas których występują przemiany fazowe lub ruch masy między fazami.

b)operacje mechaniczne, które powodują wydzielanie cząstek ciała stałego lub kropel cieczy z układu heterogenicznego. Do tych operacji zalicza się:

-filtrację

-flotację

-odwirowanie

-sedymentację

Sedymentacja jest to zjawisko zakłóconego opadania cząstek ciała stałego zawieszonych w cieczy, służy do zagęszczania zawiesiny pod wpływem pola grawitacyjnego.

Stężenie zawiesiny może być wyrażone w różny sposób , często stosuje się w tym celu pojęcie porowatości. Natomiast gęstość zawiesiny zależy od gęstości cząstek ciała stałego w zawiesinie. Stosuje się następujące pojęcia gęstości cząstek ciała stałego:

-gęstość materiałowa jest to stosunek masy cząstki ciała stałego do jej objętości.

-gęstość rzeczywista jest to stosunek masy cząstki do jej objętości zmniejszonej o objętość porów otwartych.

-gęstość pozorna jest to stosunek masy cząstki do jej objętości, łącznie z porami otwartymi i zamkniętymi.

-gęstość nasypowa jest to stosunek masy cząstki do całkowitej objętości zajmowanej przez złoże.

Opadanie swobodnej pojedynczej cząstki:

Może ona opadać w sposób ustalony i nieustalony. Prędkość swobodnego opadania cząstki zależy od własności fizycznych płynu i cząstki a w szczególności od różnicy gęstości cząstki i płynu od jego lepkości oraz od rozmiaru i kształtu cząstki. Opadająca cząstka może poruszać się ruchem uwarstwionym, przejściowym oraz burzliwym.

Opadanie zakłócone czyli sedymentacja zawiesin:

Sedymentacja zawiesin cząstek ciała stałego o jednakowych rozmiarach i gęstości przebiega w ten sposób, że cząstki opadają z taką samą prędkością. Sedymentację zawiesin możemy podzielić na:

-sedymentację okresową cząstek ciała stałego –zachodzi wtedy, gdy zawiesina znajduje się w naczyniu, a natężenie dopływającej zawiesiny oraz natężenie wypływającego osadu są równe zeru. Przebieg tego procesu można obserwować, wykonując doświadczenie nazywane testem sedymentacyjnym zawiesiny. Badanie to polega na obserwacji zachowania się zawiesiny umieszczonej w przeźroczystym cylindrze.

-sedymentacja ciągłą-polega na stworzeniu w osadniku takich warunków , które pozwoliłyby doprowadzić do ciągłego rozdziału na czystą ciecz i osad.

Proces zagęszczania zawiesiny prowadzi się w aparatach zwanych odstojnikami, które mogą pracować w sposób okresowy, półciągły oraz ciągły.

Metoda pomiarowa

Badania procesu sedymentacji polegają na wyznaczaniu zależności wysokości warstwy zawiesiny od czasu. Pomiary te wykonuje się w cylindrze o pojemności 1 [dm].Zadane naważki substancji stałej odważa się na wadze szalkowo-uchylnej, wprowadza się do cylindra i uzupełnia się wodą do objętości 1 [dm]. Z różnicy mas cylindra z zawiesiną i cylindra pustego wyznacza się średnią gęstość zawiesiny. Po dokładnym wymieszaniu układu ciecz-ciało stałe odczytuje się wysokości warstwy zawiesiny w odstępach jednominutowych.

Wyniki: