Исследование скорости расслоения суспензий I-го и II-го классов методом длинной трубки

Все суспензии I-го класса и многие суспензии II-го класса при отстаивании не дают четкой границы раздела твердое-жидкость. Расслоение таких суспензий анализируют по зависимости изменения концентрации твердого в сливе от времени осаждения.

Для определения потерь твердого со сливом проводятся опыты в стеклянной трубке диаметром 25 ÷ 30 мм с рабочей длиной 1, 8 м (для ускорения работы лучше иметь несколько таких трубок). Каждый конец трубки плотно закрывается пробкой, и трубка устанавливается вертикально. В трубку до отметки 1, 8 м заливается суспензия. Через определенный промежуток времени (например, после 15 минут отстаивания суспензии) сифоном отбирается столб слива высотой 0, 3 м, а после этого до первоначальной отметки доливается свежая суспензия. С принятым интервалом вся операция неоднократно повторяется в течение первого часа.

В течение второго часа операция производится с интервалом, например, в 30 минут. Последующие опыты можно проводить с интервалом в один и несколько часов.

Отсифоненные сливы фильтруют, осадок высушивают и определяют вес сухого материала. По результатам опытов определяют потери твердого со сливом при разной площади сгущения.

Пример расчетов приведен в табл.3.3.

Таблица 3.3

Результаты сгущения суспензии (внутренний диаметр трубки 25 мм, отношение Ж: Т в исходном 3, 5: 1). Отбиралось 0, 30 м или объем 0, 147 л = .

Интервал времени между сливами, D t, ч	Отобранный слив	Скорость удаления слива = Vу.сл`, м/ч	Удельная производи-тельность по сливу q, м3/м2∙ сутки	Содержание твердого в сливе C, кг/м3	Количество слива с 1 т твердого Q, м3/т	Потери со сливом cQ, %	Удельная нагрузка q н, т/м2∙ сутки	Удельная площадь сгущения f, м2/сутки∙ 1т
Вес твердо-го Р тв, г	Объем пробы V п, л
0, 5	2, 30	0, 299	0, 6	14, 4	7, 82	2, 5	1, 95	5, 76	0, 17
	0, 60	0, 147	0, 3	7, 2	4, 08	2, 5	1, 02	2, 88	0, 35
	0, 27	0, 147	0, 15	3, 6	1, 84	2, 5	0, 46	1, 44	0, 70
	0, 18	0, 147	0, 10	2, 4	1, 22	2, 5	0, 31	0, 96	1, 05
	0, 14	0, 147	0, 175	1, 8	0, 95	2, 5	0, 24	0, 72	1, 40
-	-	-	-	, F - площадь сечения трубки			Потери

Предварительные опыты показали, что содержание твердого в сгущенном продукте может превышать 50%, поэтому отношение Ж: Т в разгрузке сгустителя принято равным I: I_n (цель расчета - найти зависимость количества потерь от нагрузки).

Скорость удаления слива определена делением высоты столба слива 0, 3 м на интервал времени.

Удельная производительность по сливу q соответствует скорости удаления слива, умноженной на 24 - число часов в сутках.

Содержание твердого в сливе подсчитано по весу твердого в отобранном сливе. При диаметре трубки 25 мм объем отбираемого за один раз слива составлял 0, 147 л. В первом опыте интервал времени равнялся 0, 5 ч, следовательно, 2, 3 грамма твердого были отобраны за 2 раза, которые содержались в 0, 294 л. Это соответствует 7, 82 кг/м³. В остальных случаях сливы были отсифонены за один раз.

Количество слива, получаемого с 1 т твердого, определяется по разности значений Ж: Т в исходном R _n и сгущенном R _к продуктах. Потери со сливом подсчитаны по содержанию твердого в сливе и количеству слива с 1 т твердого.

Удельная нагрузка определена делением удельной производительности по сливу на количество слива с 1 т твердого. Удельная площадь сгущения является обратной величиной нагрузки.

При удельной нагрузке 0, 7 т/м² сутки (табл.3.2) потери со сливом составляют около 0, 25%. Однако, учитывая разницу в условиях осаждения (выпадение из средних и нижних слоев отобранного из трубки слива частиц, которые в условиях непрерывного сгущения попадут в слив), следует ожидать, что потери в промышленном сгустителе при такой нагрузке будут в 2 ÷ 3 раза больше.