Гравитационное осаждение.

Отстаивание (гравитационное осаждение) – разделение суспензий, эмульсий и газов взвеси в поле сил гравитации.

Движущая сила гравитационного осаждения – разность плотностей фаз, т.е. дисперсных частиц и дисперсионной среды.

Суспензия проходит через аппарат со скоростью W. Под действием сил тяжести твердые частицы оседают со скоростью W0 и образуют на дне отстойника осадок (слой твердых частиц с некоторым количеством жидкости). В процессе отстаивания должны выполняться 2 условия:

1) скорость движения суспензий должна уступать скорости осаждения, в противном случае будет происходить взмучивание,т.е. осевшие дисперсные частицы будут вновь взвешиваться;

2) время пребывания неоднородной системы в аппарате должна быть меньше времени стесненного осаждения наименьшей дисперсной частицы, которое необходимо осадить. В противном случае, эта частица попадет в осветленную жидкость.

Скорость осаждения в аппарате падает сверху вниз по двум причинам:

1) оседающие частицы тормозятся жидкостью, вытесняемой со дна отстойника оседающими частицами;

2) оседающие частицы тормозятся взаимно за счет трения и соударения (в зоне стесненного осаждения).

Скорость стесненного осаждения намного меньше, чем скорость осаждения.

Скорость свободного осаждения можно найти по соотношению:

Универсальная формула Тодеса:

Скорость стесненного осаждения находят по преобразованной формуле Тодеса:

Формула Тодеса пригодна для всех 3х режимов осаждения (ламинарного, переходного турбулентного).

С максимальной скоростью оседают частицы сферичной формы (шарообразны). Для частиц другой формы применяют коэффициент сферичности.

Скорость гравитационного осаждения пропорциональна размеру и плотности дисперсной частицы и обратно пропорциональна плотности и вязкости дисперсионной среды (это следует из анализа формул Re и Ar). При отсутствии эмульсий капельки дисперсной фазы оседают или всплывают (в зависимости от разности плотностей), образующих второй слой, который затем удаляют из аппарата.