HYDROMECHANICKÉ PROCESY. Dělení heterogenních směsí pomocí gravitace (přednáška) Doc. Ing. Tomáš Jirout, Ph.D.

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "HYDROMECHANICKÉ PROCESY. Dělení heterogenních směsí pomocí gravitace (přednáška) Doc. Ing. Tomáš Jirout, Ph.D."

Klára Němcová
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 HYROMECHANICKÉ PROCESY ělení heterogenníh směsí pomoí graitae (přenáška) o. Ing. Tomáš Jirot, Ph.. ( tel.: )

2 ĚLENÍ HETEROGENNÍCH SMĚSÍ PŮSOBENÍM GRAVITACE Heterogenní systémy Heterogenní systém Kontinální fáze Skpenstí části sspenze kapalina pená látka emlze kapalina kapalina pěna, probbláaná kapalina kapalina plyn prah, ým plyn pená látka mlha plyn kapalina Opor prostřeí oporoá síla F třeí opor způsobený azkým třením tektiny o porh tělesa taroý opor ýslená síla ynamikého tlak působíího na porh tělesa F C S p

3 Opor při obtékání kloé částie Stokesoa oblast přehooá oblast Newtonoa oblast Re < Re < < Re < F C S p 4 C Re C 8,5 Re 0,6 C 0,44

4 Opor při obtékání části nekloého tar F C S p

5 Pohyb částie tektině graitačním poli Nestaionární pohyb částie 0 F F F G s V g V G s g V F V t V F t s s t p t S F C t g s s t 8 exp 8 Kloá částie seimentjíí e Stokesoě oblasti

6 Staionární pohyb částie mezní sazoaí ryhlost 0 F F F G s V C g g s s C g 3 4 Stokesoa oblast (Re ): 8 g s přehooá oblast ( < Re < 500): 0,43 0,9 0,7 0,7,4 0,53 g s Newtonoa oblast (500 < Re < ): g s 74,

7 Výpočet sazoaí ryhlosti Usazoaí ryhlost nelze ypočítat přímo, protože neznáme přeem oblast, e které sazoání probíhá. Tato oblast je rčena honoto Reynolsoa čísla, e kterém se yskytje neznámá ryhlost. Proto beme hleat takoé bezrozměrné číslo, e kterém se neznámá ryhlost neyskytje. ke C = f (Re) 4 s g 3 C C Re. 4 3 s g, V obo kritériíh je obsažena zatím neznámá sazoaí ryhlost. Hleané kritérim, které C Re neobsahje neznámo ryhlost, lze získat jako sočin : C Re g 4 s Honot tohoto bezrozměrného kritéria již lze ypočítat ze zaanýh eličin a na záklaě jeho elikosti můžeme rozhonot, e které oblasti sazoání probíhá. Hraniční honoty lze ypočítat z anýh mezníh honot Re: Pro oblast Stokeso (Re <, C = 4/Re) ostaneme: C Re < 48 Pro oblast přehooo platí: 48 < C Re <, 0 5 Pro oblast Newtono (500 < Re < 3 0 5, C = 0,44) ostaneme:, 0 5 < C Re < s g

8 Výpočet průměr kloé částie z sazoaí ryhlosti Je-li známa sazoaí ryhlost a máme-li rčit průměr částie, není přímý ýpočet opět možný, protože poobně jako přehozím přípaě se neznámý průměr yskytje jak e ýraz pro bezrozměrný sočinitel opor C, tak Reynolsoě čísle Re. Bezrozměrné číslo, které neobsahje neznámý průměr částie, získáme yělením ztah pro C Reynolsoým číslem Re: C 4 s g 4 s g 3 Re 3 3 Hraniční honoty lze opět snano rčit ze známýh mezníh honot Re: Pro oblast Stokeso je C /Re > 6 Pro oblast přehooo je 8,8 0-4 < C /Re < 6 Pro oblast Newtono je, < C /Re < 8,8 0-4 Výpočet ze ztahů pro sazoaí ryhlost: Stokesoa oblast (Re ): 3 s g 5,9 přehooá oblast ( < Re < 500): 0,63 0, 63 0,877 s Newtonoa oblast (500 < Re < ): 0,33 s g 0,54 g 0,377

9 alší faktory oliňjíí ryhlost sazoání Vli ohraničenosti prostřeí na sazoání jené částie k Vli elektrikýh sil mezi částiemi Vli nespojitosti prostřeí k t,5 Vli pohyb prostřeí k, 04 t Vli zájemného působení části, n Vztah pro ýpočet ryhlosti ršeného sazoání narhli Goroško, Rozenbam a Toes: Re Ar 4,75, ke Ar 8 0,6 Ar 4,75 3 g

10 Usazoání jemnýh sspenzí Záislost ryhlosti pohyb rozhraní mezi čiro kapalino a sspenzí na obě sazoání A čirá kapalina B sazjíí se sspenze s konstantní konentraí přibližně rono počáteční konentrai sspenze C rsta ysokokonentroané sspenze s proměnlio konentraí rsta sazeniny

11 S S L L L Hstota objemoého tok pené fáze [m s - ] n n n ) ( ) (, n n L

12 Záislost bezrozměrné hstoty objemoého tok pené fáze / na objemoé konentrai sazoání e Stokesoě oblasti n = 4,65 (jemné sspenze), sazoání Newtonoě oblasti n =,39 (hrbé sspenze) m n n n 0 ) ( i n L n n n n 0

13 Pohyb rozhraní při sazoání jemnýh sspenzí Pohyb rozhraní při sazoání hrbýh sspenzí

14 Seimentační test stanoení sazoaí ryhlosti V s L St osho L t OQ QT OT ht o h h o t

15 Zařízení pro graitační sazoání Perioiké sazoání Perioiky prajíí sazoák t H V V t SH H S V stř t V t m

16 Polokontinální sazoání Polokontinálně prajíí sazoák obélníkoého průřez t L s H L H s V BH s BL S

17 Polokontinálně prajíí krhoý sazoák t r t y s, s r y t H r V s r r V H y 0 R r V H y r r V H y r R Y R r H y, R R V V R R

18 Olčiost sazoaíh zařízení m z m Monoisperzní sspenze Pok be oba sazoání nebo oba prolení sspenze sazoák t H /, oločí se šehny částie a olčiost. V přípaě, že be t H /, se yčiří poze slope kapaliny o ýše h t a olčiost be rčena poměrem hmotnosti sazenýh části k elkoé hmotnosti části sspenzi neboli poměrem slope yčiřené kapaliny h k elkoé ýše rsty sspenze H: h H t H Polyisperzní sspenze Během oby t se zela saí jen ty částie, jejihž ryhlost sazoání je ětší než H / t. Částie s ryhlostí sazoání H / t, se saí jen z objem příslšejíího ýše t. Celkoo olčiost pak ostaneme jako sm sočinů frakčníh olčiostí hmotnostníh poílů příslšnýh frakí w i : i k it iwi wi i H h i a F M / 0 F max min M 0 M E M t H F M F M 0 F M F t H F M 0 F 0 M F M F M

19 Zařízení pro zahšťoání jemnýh sspenzí Perioiky prajíí zařízení h 0 V 0 S h k Vk S h k V 0 h 0 Vk Usazoaí křika msí být stanoena pro stejno sspenzi o stejné počáteční konentrai jako proozním zařízení. U některýh rhů sspenzí záisí tar křiky také na ýše slope sspenze h 0. Pro takoéto sspenze msí být ýška ále pro seimentační poks sronatelná s přepokláano ýško hlainy sspenze proozním zařízení.

20 Kontinálně prajíí zařízení V s V l V V svs V kvk V l V s k Vs Vk Ψ Ψ Ψ 0 V k k V k S Ψ 0 V s S Vs V V V s S S Vs Vk V s Vs V Při alším ýpočt je ntno postpně pro různé konentrae V osazoat experimentálně zjištěné honoty sazoaíh ryhlosti. Určité kritiké konentrai Vkr (sazoaí ryhlosti kr ) pak opoíá nejětší ploha průřez S kr, tz. kritiká ploha. Vk

21 Kontinální sazoání Kontinálně prajíí sazoák lapač písk

22 Krhoý sazoák s kontinálním yhraboáním kal

27 Lameloý sazoák příoní trbka, nátokoá komora, a stpní část, b ýstpní část, 3 horní stěny, 4 přepaoé žlaby, 5 štěrbinoé rozaěče, 6 lamely, 7 účinný prostor, 8 zahšťoaí prostor, 9 míhaí a yhrnoaí šnek, 0 sponí náoba, otahoá trbka

28 Hyraliké tříění a rozržoání Polokontinální hyraliké tříění Rmtnie

29 Kontinální hyraliké tříění Náleky Proléka Eltriátory hyraliké tříiče části a přío sspenze, b otory, stp třííí kapaliny

30 Záklay hyralikého rozržoání Uažjme sspenzi se zrny ojího materiál o hstotáh s a s a slejme, ky bo tato různá zrna klesat stejnými ryhlostmi, čili, ky: Newtonoa oblast: přehooá oblast: Stokesoa oblast: s s,6,6 s s s s Tyto ztahy, které označjeme jako ronie sopánosti, áají záislost mezi průměry zrn různýh materiálů, které se sazjí stejně ryhle. Tato zrna označjeme jako sopáná. Např. máme-li směs křemennýh zrn o hstotě 600 kg m -3 a zrn galenitoýh o hstotě 7400 kg m -3, bo e oě (o hstotě 000 kg m -3 ) s křemennými zrny o elikosti mm sopáná zrna galenitoá o elikosti s,6 0, 5 mm 7,4. s

31 Flotae Prinip flotae Styčný úhel mezi kapalino a peno látko Pená látka Styčný úhel Flotoatelnost Břilie % Křemen % Pískoe 0 % Pyrit % Vápene % Galenit %

32 Flotační aparáty Pole toho jakým způsobem se e flotátor ytářejí bbliny plyn je možno flotai rozělit o těhto skpin: flotátory akoé. Bbliny znikají snížením tlak na hlaino rmt po 0, MPa. Tím se kapalné fázi olňjí bblinky rozpštěnýh plynů, které stopají zhůr a nášejí ispergoano fázi na kapalin. Požíají se jen ýjimečně. flotátory tlakoé. Nasyení kapaliny zhem se oílí zýšením tlak. Po jeho snížení oje k torbě bblin. Tlakoá flotae je účinnější než akoá. Požíá se některýh zařízení na čištění opaníh o. flotátory pnematiké. Přiáí se o nih tlakoý zh, který je rozptyloán porézní estabo místěno na flotátor. samonasáaí beztlakoé flotátory s mehanikými míhaly. Vyžíá se potlak, který zniká za speiálně taroanými míhaly a trbkoým hříelem je nasáán atmosfériký zh a ispergoán o sspenze. flotátory kombinoané s mehanikým míháním a samostatným příoem zh po rotační míhalo. elektrolytiká flotae. U na flotátor jso místěny plošné elektroy napojené na zroj stejnosměrného pro. Elektrolýzo se ytářejí bblinky oík a kyslík, které nášejí ispergoané částie na hlain a zniklá pěna je shrnoána přes přepa k alším zpraoání. Při aplikai na čištění některýh opaníh o může znikajíí kyslík přispíat k oboráání organikýh nečistot.

33 Pnematiký žlaboý flotátor

34 Samonasáaí flotátor typ ener Kombinoaný flotátor

Podobné dokumenty

DĚLENÍ HETEROGENNÍCH SMĚSÍ PŮSOBENÍM GRAVITACE

DĚLENÍ HETEROGENNÍCH SMĚSÍ PŮSOBENÍM GRAVITACE ĚLENÍ HETEROGENNÍCH SMĚSÍ PŮSOBENÍM GRAVITACE Heterogenní ytémy Heterogenní ytém Kontinální fáze Skpentví čátic penze kapalina pevná látka emlze kapalina kapalina pěna, probblávaná kapalina kapalina plyn