Моделирование седиментации частиц полидисперсной суспензии в классификационных аппаратах

• Автор: Пикущак, Елизавета Владимировна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Обзор научной литературы
1.1. Оседание одиночной частицы в жидкости
1.2. Возмущенное оседание частиц монодисперсной суспензии
1.3. Возмущенное оседание частиц полидисперсной суспензии
1.4. Способы классификации частиц. Примеры классификационных
аппаратов
1.5. Основные характеристики процесса классификации
1.6. Модель инжекционной струи
Глава 2. Моделирование оседания частиц полидисперсной суспензии в тарельчатой центрифуге
2.1. Постановка задачи
2.2. Математическое описание поставленной задачи
2.3. Определение скорости оседания частиц полидисперсной суспензии
2.3.1. Определение скорости оседания частиц в эксперименте
2.3.2. Модель скорости оседания частиц с учетом их взаимодействия
2.4. Выбор характерных величин. Приведение задачи к безразмерному виду
2.5. Анализ результатов моделирования оседания частиц полидисперсной суспензии
Глава 3. Математическая модель классификационного аппарата. Учет взаимодействия частиц в полидисперсной суспензии
3.1. Классификация частиц в слабоконцентрированной
полидисперсной суспензии
3.1.1. Постановка задачи. Модель классификационного
аппарата
3.1.2. Выбор характерных величин. Приведение задачи к безразмерному виду
3.1.3. Аналитическое решение задачи
3.1.4. Численный метод решения задачи
3.1.5. Обсуждение результатов моделирования классификационного аппарата для случая
слабоконцентрированной суспензии
3.2. Классификация частиц в плотной полидисперсной суспензии
3.2.1. Постановка задачи
3.2.2. Характерные величины и параметры задачи. Безразмерный вид
3.2.3. Анализ результатов моделирования классификации частиц плотноконцентрированной суспензии. Качественное сравнение с экспериментом
Глава 4. Моделирование классификационного аппарата с дополнительной инжекцией жидкости
4.1. Постановка задачи. Модель инжекционной струи
4.2. Безразмерный вид поставленной задачи. Характерные параметры задачи
4.3. Анализ результатов моделирования классификационного аппарата с инжектором. Сравнение с экспериментами
Заключение
Список литературы

Введение
Актуальность темы.
В настоящее время важной мировой проблемой является экологическая проблема роста степени загрязненности почв и вод, вызнанная увеличением населения на планете и объемов технических производств. Чистота воды и почв неразрывно связаны между собой [1-4]. Состояние почвы имеет важнейшее значение для здоровья человека. Почвы представляют собой тройной интерес: как начальное звено пищевых цепей, как интегральный показатель экологического состояния окружающей среды и как источник вторичного загрязнения приземного слоя атмосферы, поверхностных и грунтовых вод. Под загрязнением почв понимается накопление в почве химических веществ антропогенного происхождения в количествах, представляющих опасность для живых организмов. Опасная ситуация создается в случае, когда вредные химические вещества накапливаются в почве в составе подвижных соединений, способных непосредственно усваиваться растениями на месте загрязнения, переходят в состав атмосферы или гидросферы и затем поступают в живые организмы, отравляя их. В результате оказывается как прямое, так и косвенное вредное воздействие на живые организмы (в том числе и на человека).
Поэтому проблема очистки почв и сточных вод является очень важной. В мировой практике при очистке вынутого грунта наиболее широко используются методы механической обработки. Загрязнения, имеющиеся в почве, концентрируются, в основном, в мелкодисперсной части из-за ее высокой удельной площади поверхности. [5]. При этом загрязняющие компоненты, подлежащие очистке, отделяют от остального, относительно чистого материала.
При очистке почв методы механической обработки выгодно отличаются от других методов (химических, термических) прежде всего низким уровнем материальных затрат. Зачастую, в зависимости от степени и

зафиксирован. Агломерация, а также обратные процессы, безусловно, могут иметь место в ходе гидроциклонирования. Для проверки этих представлений были проведены специальные теоретические исследования и эксперименты [60] с использованием поверхностно активных веществ и ультразвука для предотвращения агломерации. Эксперименты показали, что применение мер предосторожности против агломерации не имело влияние на характеристики “fish-hook” эффекта. Поэтому эту возможную причину эффекта следует считать маловероятной.
Гидродинамические механизмы проявления “fish-hook” эффекта горячо дискутируются в литературе [61-62], но приходиться признать, что, в основном, на качественном уровне и сводятся, в лучшем случае, к формулировке некоторых эмпирических формул. Такие предложения помогают при охарактеризировании классификационного процесса, но не способствуют пониманию явления.
В представленной работе данный эффект при малых значениях размеров частиц объясняется с помощью модели, основывающейся на явлении захвата мелких частиц более крупными частицами [28, 63].
Также важнейшими параметрами, характеризующими классификационный эффект (все они могут быть получены из сепарационной кривой) [10, 22], являются:
1) Содержание мельчайших частиц в потоке крупных (выводимых через нижний слив), которое определяется значением сепарационной кривой для самой мелкой фракции суспензии и обозначается обычно Т0;
2) Зерно разделения, определяемое размером разделения частиц, поступающих на 50% в нижнее отверстие аппарата и соответственно на 50% в верхнее отверстие, (вышеописанное первое определение по Поварову А.И.);