авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

Научные основы технологии утилизации нефтяных загрязнений водной среды

-- [ Страница 2 ] --

(1- a2) 1+ a + a2 + 9a3 4a2 (2b - a)2 + (2b + a)2

+2(1 a2)1,5 [ —— (1+ a) —————— + 2 ————————— ]},

7 15 15

где использованы относительные размеры:

а = е/rр, b = r0/rp.

Если частица не испытывает никаких внешних воздействий, кроме тех, что оказывает на неё поток, условие баланса осевых воздействий на неё можно записать в виде

c Vm2 rр6

Fz = ———— =0,

R4

где

2 2 16 28 1+(1-а2)0,5 =2b(l-a2)0,5[a(2b-a)+–]– – b(l-a2)1,5[5a(2b-a)+—]+—b(l-a2)2,5+a5lg———— •

3 3 3 15 l- (l-a2)0,5

(2b-a)2 (2b+a)2-3a2 2 a2 8a3(l-a2)1,5 2

•[——— – b(2b-a)+ ———— – – ab+ –]+ ———— –2a(l-a2)0,5[– a2(2b-a)2+

3 5 3 7 21 3

(2b+a)2-3a2 1 3a(l-a2)0,5(l-2a2) (2b+a)2-3a2 5 2

+ ————— + —] + ——————[———— + —]– (arcsina)[— a2(2b-a)2 +

10 14 2 5 42 3

(2b+a)2-3a2 1

+ ————— + —];

10 28

Определитель равен нулю при определённых значениях а для каждого значения b. Эти значения можно вычислить приближённо по формуле:

а* = 0,132b1

Подставляя а* в выражение, характеризующее радиальную составляющую действия потока, находим Fx < 0. Т.е. в отсутствие других воздействий поток стремится прижать частицу к ближайшей стенке канала.

Влияние гравитационного поля на частицу определяется составляющими:

Fgz= 4/3 rp3 (р с) g cos и Fgx = 4/3 rp3 (р с) g sin cos ,

где – угол образованный направлениями потока и гравитационного поля, а – угол поворота поперечного сечения щелевого канала

С учётом гравитации уравнение баланса осевых сил можно записать в виде

4 сVm2rp6

rp3 (р с) g cos + ———— = 0.

3 R4

А сумму сил, направленных нормально к потоку, выражением

4 сVm2rp5r0

Fx= rp3 (р с) g sin cos + ————— [ а (2 b а) + 0,1 ]

3 3R4

Величину определителя находим из уравнения баланса осевых сил

4 rp3 (р с) g cos R4

= ———————————,

3 с Vm2 rp6

а затем по найденному значению определить соответствующую ему величину а при интересующем нас значении b. Расчёт упрощается, когда отставание частицы «масла» от потока (воды) невелико (|а|<0,5) и она находится довольно близко к стенке (b>10). В этом случае, представляющем наибольший интерес при изучении концентрационной поляризации, графики зависимости от а могут быть аппроксимированы уравнением пучка прямых линий с точностью, достаточной для технологических расчетов:

а = / (Зb2).

Подставив полученное значение а в уравнение, определяющее нормальное действие потока, получаем выражение силы Пуазейля

Fx= 4/3 g rp3 (р с) (sin cos + 2/9 cos).

Из последнего выражения следует,

  • что на величину силы Пуазейля, когда частица находится достаточно близко к стенке канала (b>10), уже не оказывают влияния ни размеры щелевого канала, ни вязкость среды, ни скорость её движения в канале;
  • что менее плотную частицу (р с<0) нисходящий поток ( < /2) прижимает к ближайшей стенке (Fx<0), а более плотную – оттесняет от неё (Fx>0);
  • что восходящий поток (>/2) действует противоположным образом.

В вертикально ориентированном потоке ( =0)

Fx= 4/3 g rp3 (р с) (0 + 2/9 cos) ~ 0,7(4/3) g rp3 (р с).

Особый интерес представляет случай, когда объёмные силы направлены против потока: более плотная частица (рс>0) противодействуют восходящему потоку (>3/4), а менее плотная (р с < 0) нисходящему ( < /4). В этом случае осевые проекции векторов потока и поля полностью, либо в значительной мере уравновешиваются (|e|rp и |a|1), и принятое в п. 3.1. допущение о балансе лобовых действий потока на частицу становится некорректным. Для такого случая действие потока на частицу определяется известным выражением

Fz = 6rpV.

Из допущения, что действие каждой струи на элемент поверхности частицы (dx.dy) с учётом обтекания описывается тем же уравнением, получены слагаемые радиального Fx,осевого Fz и вращательного М(У) воздействия потока на частицу:

Fх = 2r0(rp/R)2Vm;

4 Vm rр3 r0 е r0 21

Fz = —————[( )2 ()2] };

R2 rр rр rр 80

6 Vm rр3 r0 е r0

М(у)= —————[( )2 ()2] 0,25};

R2 rр rр rр

В общем случае, учитывающем также влияние гравитационного поля, Fx и Fz определены следующими выражениями.

Fx= (4/3)rр3(р c)g sin cos 2 r0(rр/R)2 Vm

4 4 Vm rp3 r0 е r0 21

Fz= rр3(р c)g cos + —————[( )2 ()2] .

3 R2 rр rр rр 80

Анализ последних двух уравнений позволяет заранее предсказать результат процесса, протекающего в наперёд заданных условиях. Так, при Fx = 0 объёмные силы уравновешивают силу Пуазейля

4/3 rр3(р c)g sin cos = 2r0(rp/R)2Vm ,

и перемещение частицы нормально к потоку прекращается (что и наблюдается при эксплуатации секционированных отстойников).

В четвёртой главе выполнена оценка результатов теоретического анализа. Дано сравнение полученных результатов теоретических исследований с наиболее надёжными экспериментальными данными других авторов, а также с теми, что получены в процессе собственных экспериментальных исследований микрофильтрации эмульсий, приведённых в главе 2. Результаты сравнения представлены в виде графиков и таблиц. Скорость «убегания» частиц от фильтрующей перегородки под действием силы Пуазейля рассчитана по формуле

Wp = Fх/(6rp).

Сравнение экспериментальных данных установившейся скорости отбора пермеата Wф с расчётной скоростью «убегания» частиц дисперсной фазы Wp

Исследуемая система Плотность, , кг/м3 частиц среды Вязкость среды , 10-3 Пас rp 10-6м Ориентация потока, рад Скорость 10-б м/с Wф Wp Источн инфор­- мации
1 эритроциты в сыворотке 1090 1030 1090 1030 1,6 1,6 4,2 4,2 /2 0 /2 0 1,3 1,42 <18 1,42 [99]
2 эритроциты в сыворотке 1090 1030 1,6 4,2 /2 0 7-10 1,42 [103]
3 эритроциты в сыворотке 1090 1030 1090 1030 1,6 1,6 4,2 4,2 0 ? /2 0 0,9 1,03 1,5 1,42 [79]
4 эритроциты в сыворотке 1090 1030 1,6 4,2 0 ? 0,5-1,0 1,03 [87]
5 эритроциты в сыворотке 1090 1030 1090 1030 1,6 1,6 4,2 4,2 /2 0 /2 0 2,7 1,42 2,14 1,42 [96]
6 нефть в воде 800 1000 1,0 2,5 2,8-5,5 1,90 [127]
7 нефть в воде 810 1000 1,0 2,5 1,8 1,81 гл. 2
8 масло в воде 855 1000 1,0 2,5 1,39 1,38 гл. 2

N кг/м3 сПз рад рад
I 0
II 60 1,6 0
III 60 1,6 /2 0
IV 145 1,0
V 200 1,0


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.