Лекция. Коллоидты жүйелердің молекулалы кинетикалық қасиеттері
Қатты бөлшектердің седиментациясы
жүктеу/скачать 151,53 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Тамшылардың седиментациясы
| Қатты бөлшектердің седиментациясы. Радиусы r қатты сфералық бөлшектің шөгу жылдамдығын анықтайық.
Қозғалтқыш күш (fs) дисперстік фаза (ρd) мен дисперсиялық ортаның (ρ0) тығыздықтар айырымынан ∆ρ = ρd - ρ0 пайда болады: , (4.4) мұндағы g – ауырлық күшінің үдеуі (9,81 м/с2). Бөлшек тұтқыр ортада қозғалғанда қарама-қарсы бағытталған үйкеліс күші (fυ) пайда болады, ол Стокс теңдеуі арқылы анықталады: fυ = 6πrυη, (4.5) мұндағы η – сұйықтықтың тұтқырлығы, Па.с; υ – бөлшектің жылдамдығы; r – бөлшектің радиусы. Стокс теңдеуі бөлшектің баяу қозғалысында және сұйықтықтың ағысы ламинарлы болғанда ғана орындалады. Ламинарлық ағыс Рейнолдс саны Re < 1 болғанда байқалады. Мұндағы (4.6) теңдеуімен анықталады. Мұндағы d – бөлшектің өлшемі. Седиментацияның үлкен жылдамдығында Re>>1 ағыс турбуленттікке айналып, Стокс теңдеуін үйкеліс күшін есептеу үшін қолдануға болмайды. Бөлшек тұрақты υ жылдамдықпен қозғалса, қозғалтқыш күш (fs) пен үйкеліс күші (fυ) бір бірін теңестіреді: fs = fυ. Осы жағдайда радиусы r болатын бөлшектің седиментация жылдамдығын есептейді: . (4.7) Яғни бөлшек өлшемдерінің артуымен седиментация жылдамдығы едәуір өседі (r2 шамасына пропорционал). Сондықтан ұсақ бөлшектерге қарағанда ірі бөлшектер жылдам шөгеді. Тамшылардың седиментациясы. Қатты бөлшектерге қарағанда тамшылардың шөгуі күрделі жүреді. Себебі қозғалыстағы тамшылардың пішіні өзгеріп, үлкен жылдамдықта тамшының алдынғы жағы жіңішкеріп, артқы жағы жуандай түседі. Яғни Стокс теңдеуіне түзету коэффициентін енгізу керек. Екіншіден, шөгу кезінде тамшының ішінде күрделі ағыстар пайда болады. Нәтижесінде, тамшыны құрайтын сұйықтықтың (ηd) тұтқырлығына байланысты қосымша кедергі күш туады. Жалпы тұтқыр кедергі күші Адамар-Рыбчинский теңдеуімен анықталады: . (4.8) Қатты бөлшектер шөккенде (ηd>>η), (4.8.)-өрнегі Стокс теңдеуіне айналады. Газды эмульсиялар мен көбіктердің газ көпіршіктері қалқып шыққанда, керісінше, ηd << η, және үйкеліс күші fυ = 4πrυη (4.9) теңдеуімен есептеледі. жүктеу/скачать 151,53 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|