从重力沉降到离心沉降
2页1、第1 4 卷专辑 2 0 0 6 年6 月 中国粉体技术 C h i n aP o w d e rS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y V 0 1 1 4s I I 阐 J u n e2 0 0 8 1问题的提出 从重力沉降到离心沉降 胡荣泽 ( 钢铁研究总院,北京1 0 0 0 8 1 ) 沉降方法有两种计算方法:一是增量分析方法; 二是质量累积技术。前者是确定沉降过程中悬浮液 密度或浓度随时间或沉降高度的变化,后者是确定 颗粒在沉降介质中沉降速度。沉降方式又分铺层法 和均匀悬浮法,沉降开始时,前者颗粒物质集中于沉 降介质的顶部形成一层薄薄的悬浮层,均匀铺开,厚 度比沉降高度小的很多;后者颗粒物质则均匀悬浮 于沉降介质中。无论哪种沉降方式,增量分析方法 比较快、计算简单;累积技术分析时间长,在均匀悬 浮情况计算比较复杂,但也有优点:颗粒用量可以很 少( 0 5g ) ,这就使得颗粒间相互作用减至最小, 对于贵重或有毒物质也是有利的。 以重力沉降的沉降天平法为例,由蚴;积分 方程 1 给出时间t 后沉降析出的颗粒累积质量: 广dr d G = l
2、可d ) d d + I ,杈d ) d a ( 1 ) 。d l。4 响4 式中,也是按速度沉降的颗粒大小;菇是沉降高 度;移是小于粒度d ;的那部分颗粒的沉降速度;d 一 和d 旆分别是颗粒的最大和最小粒度;以d ) 是粒度 分布函数。 ( 1 ) 式的精确解很难,因此沉降天平测出的沉 降曲线,只能用图解法计算粒度分布。 对于均匀悬浮的离心沉降,不但累积技术计算 复杂,而且增量分析计算也比较麻烦。例如离心移液 管法、x 光离心沉降仪,沉降开始都是均匀悬浮的, 应用增量分析方法,沉降管离心半径r 处的颗粒浓 度分数可用B e r g R a m a o k 积分方程导出: ,、, 剿:I “d ) e - 2 , 妊2 t d d(2) 、 一 I,、,、, cLr 0 , o o 式中,艮:匕强2 ,叫是离心角速度;l D 是颗粒密 度;P o 是沉降介质密度;是沉降介质黏度。 式( 2 ) 只能数值求解 2 l ,精确解非常复杂。因 此,圆盘离心沉降不采用均匀悬浮,而采用铺层 法 3 | ,原因就在于此。 2解决办法 作者在写作粉末颗粒和孔隙的测量【4 一书 时,曾有两个发现:一
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