3vze_s1_p3_radovenchik_gomelia

НАУКОВІ ЗАСАДИ ОЧИЩЕННЯ ВОДИ МАТЕРІАЛАМИ З КАПІЛЯРНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ

Радовенчик Я.В., Гомеля М.Д. Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”

2δ cos Θ h= ρgr де δ — коефіцієнт поверхневого натягу рідини, θ — крайовий кут змочування рідиною стінок капіляра, ρ — густина рідини, g — прискорення вільного падіння, r — радіус капіляра. Рух рідини в капілярі визначається балансом сил тяжіння (FT) та поверхневого натягу (FH).

Fн − Fт P= S

S =π ⋅r

2

Fт = m ⋅ g = π ⋅ r ⋅ ρ ⋅ g ; Fн = 2 ⋅ π ⋅ r ⋅ δ ⋅ cos Θ ; 2

2 ⋅ π ⋅ r ⋅ δ ⋅ cos Θ − π ⋅ r 2 ⋅ h ⋅ ρ ⋅ g ; P= 2 π ⋅r

2 ⋅ δ ⋅ cos Θ − r ⋅ h ⋅ ρ ⋅ g P= ; r Згідно формули Пуазейля

2 P⋅r ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ δ Θ ρ 2 cos r r h g V= ; V= ; 4 ⋅η ⋅ h 4 ⋅η ⋅ h

2

Відповідно

2 ⋅ δ ⋅ cosΘ ⋅ π ⋅ r − π ⋅ r ⋅ h ⋅ ρ ⋅ g Q= ; 4 ⋅η ⋅ h 3

4

т. А h h1

Схема транспортування рідини в капілярному фільтрі

Залежність швидкості руху рідини в капілярах від висоти її підняття

∆P = Р − Р1 = (h1 − h ) ⋅ ρ ⋅ g

-2 ∆ Р, Па; V*10 , см/хв

1200 Теоретична залежність (P) Експериментальні дані (V)

1000 800 600 400 200 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

∆ h, см

Залежність різниці тисків в гілках капіляра від різниці параметрів h1 та h

2 ⋅ δ ⋅ cosΘ ⋅ r − h ⋅ ρ ⋅ g ⋅ r = 0 2

2 ⋅ δ ⋅ cos Θ − h ⋅ ρ ⋅ g ⋅ r = 0

2 ⋅ δ ⋅ cos Θ r2 = ρ ⋅ g ⋅h

0,03

V, м/с; V/Vmax*40

0,025 0,02 0,015 0,01 Теоретична крив а (V-r)

0,005

Експериментальні дані (V/Vmax- N)

0 0

0,06

0,12

0,18

0,24

r, мм; N*7*102 ниток

Залежність швидкості руху рідини в капілярі від радіуса капіляра

Проведені дослідження дозволили визначити залежності для розрахунку головних параметрів процесів очищення води капілярними матеріалами. Визначено залежність інтенсивності руху рідини в капілярі від його радіусу, що дає можливість визначати умови максимальної продуктивності фільтрів на пористих матеріалах.

Дякую за увагу !