משקעים – ההתנחלות הכובדת של חלקיקים מנוזל – היא תהליך אבן הפינה בתעשיות החל מטיפול במים לעיבוד מינרלים, ייצור תרופות ושיקום סביבתי, בעוד שהעיקרון הבסיסי הוא פשוט, יעילות הסידציה היא רגישה מאוד למאפיינים הפיזיים של החלקיקים המעורבים.בין המאפיינים הללו, FLT:0particle התפלגות גודל (PSD) LT1, כלומר שיפור ביצועים קריטיים של חומרת, לא רק על ידי ניתוח חומרים משפטיים.

מהי התפלגות חלקיקים?

(הפצה בגודל חלקיקים) היא ייצוג סטטיסטי המתאר את השפע היחסי של חלקיקים בגדלים שונים בתוך מדגם נתון.זה מתבטא בדרך כלל כפונקציה מצטברת (גודל או עודף) או כתדירות הנטוגרם.ה- PSD כולל כמה מדדים מרכזיים: FLT:0D10, D50 (ממדן), ו-D90FLT60:1 - אשר ב-%, כולל את הגדלים של 5.5%) ו-Flastd)

(ה) שיטות מדידה שונות על ידי טווח גודל חלקיקים ויישומים מסורתיים כוללים (FLT:0) ניתוח ניתוח sieve (FLT) 1 (עבור חלקיקים > 50 מיקרומטר) ו FLT:2laser diffractionF:3LT 3LT (0.01 μm-3 מ"מ), אשר עכשיו התעשייה עבור אבקות רבות וסדקים.

הפיזיקה של ה-Particle Sedimentation

חוק הפיסול וקביעת Velocity

הבסיס התיאורטי למשקעים חלקיקים תחת תנאי זרימה למינינר הוא חוק סטיקס, המתאר את המהירות המסוף הקובעת ( v t) של חלקיק spherical בנוזל מולקווס:

(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(xrho p) הוא צפיפות חלקיקים, (xrho f) הוא צפיפות נוזלית, ( g) הוא האצה כבידתית, ( d) הוא קוטר חלקיקים, ו / (mu /mu / t) הוא מהירויות דינמיות נוזלי.הת התלות quadratic על קוטר אומר כי חלקיק פעמיים כמו גדול מיישב:0 פעמים מהר יותר FLT (under) הוא חזק יותר עבור חלבון יחיד).

מעבר לדיסקים: משטרים ומשטרים

החוק חל רק על מספר מועט של ריינולדס (ReFLT:0hinderedיישבים:115) (התנועה הקולקטיבית של חלקיקים רבים מתפזרת מטה, צמצום מהירות ההתנחלות הנקייה.אפקט זה תלוי מאוד בריכוז וב-FLT:2) מטה מטה מטה לאחור של חלקיקים רבים, מחריף את מהירות הטיהור הנקי, כי חלקיקים גדולים יותר, בין כל אלה, לבין הירכיים הגדולות יותר, בין כל החלקים הגדלים של המשתנים, לבין כל החלקים המשתנים, לבין הגדלים של המשתנים.

מקור: Particle Shape and Density

בעוד שהתפלגות גודל היא דומיננטית, צורה וצפיפות של הטרוגניות גם משנה את המשקעים.אנירregular (לא-ספירי) חלקיקים חווים גרור גבוה יותר, התיישבות לאט יותר מאשר מקבילות באוכלוסייה פולידיספרסיה, חלקיקים של אותה גודל אך שונים של דננות (למשל, מינרלים או מול כנופיות) עשויים להפריד, המוביל ל-LTF:0dens כמו תהליכי הזדמנות 1 ותהליכי-ER.

כיצד התפלגות גודל חלקיקים משפיעה על יעילות המשקעים

Narrow vs. Wide PSD

(FLT:0)narrow PSDFLT:1 (טווח קטן) מוביל למהירויות אחידות יחסית התיישבות. particles לרדת באופן קוהיבי כממשק נפרד, ומייצר סופרנט ברור עם קנסות מינימליים לשאת יתר.התנהגות צפויה זו סימולטור עיצוב רב עוצמה ושליטה, לעתים קרובות וכתוצאה מכך עלייה מתחת לדחיסות מהירה יותר וזמני מגורים.

לעומת זאת, ה-PSDFIRLT:0 (בתרגום חופשי: 1) מציג מספר אתגרים:

  • (FLT:0) יישבו:0 (החלו): חלקיקים גדולים מתיישבים במהירות, משאירים חלקיקים דקים שהושעה לתקופות ארוכות.זה יכול ליצור צנרת טורחת או לדרוש תוספת מרופדת יתר.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ ⁇ אשר לא יישבו עלולים לעלות על גדותיהם במתנחלים רצופים, להפר היתרי שחרור או להוריד את טוהר המוצר.
  • (ב) בעיות של LT:0 (הפסקה: 1) A PSD רחב באזור הסדימנט לעתים קרובות מביא מיטה רופפת ונומית עם תוכן מים גבוה, מה שהופך את הפחתת המים.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ : "הנוכחות של קנסות מעלה את הריכוז המוצק האפקטיבי, מה שגורם לעיכוב בשבריריות מוצקות נמוכות יותר.

המונחים: Zone Settling and Compression

(ב) בסמיכות תעשייתית, המשקעים מתרחשים באזורים נפרדים: אזור המפלט החופשי המידרדר, אזור המפריע-התחמצה, ואזור הדחיסה. PSD משפיע על כל שלב באזור המפריע, מהירות ההתנחלות יורדת באופן אקספונסיאלי עם ריכוז מקומי, ו- PSD מרחיבה את תחילתו של משטר זה לריכוזים נמוכים יותר.

השלכות תעשייתיות ויישומים

מים וטיפול במים

בטיפול במים ובשפכים, השימוש ב-Silation הוא להסיר מוצקים מושעה (הפרעה) לפני filtration.FLT:0Coagulation ו-flocculationFLT:1 מועסק במיוחד כדי ליישב את PSD: קידודים מהירים יותר (למשל, משככי כאבים), לנטרל את המטענים על פני השטח, ומאפשר התנגשות לצורה (ccc) במהירות של פחמן (Dollowercupto) עם חלקיקים גדולים יותר ויותר.

עיבוד מינרלי ו-מינרלי

בכריית (איור) היא מרכזית ב-FLT:0thicking ו-Shopings Managements (אוס) ב-PLT:0.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.

תעשיות כימיות ותרופות

עיבוד משמש להפריד מוצרים גבישיים של האם אלכוהול בייצור תרופות, כימיקלים דקים וזרזים. PSD של גבישים הוא קריטי: אחיד, גבישים גדולים יחסית להתיישב במהירות ולשמור פחות זיהומים, שיפור התשואות וצריכת כביסה. <חזק>המשך של ייצוב (Duntrolled Crystallization> תהליכים (למשל, באמצעות קידוד, תוספת אנטי-סולנית, או קירור פרופיל) עם מטריה רחבה (D10) עם מוטציות (DR) עם לנטרל מוטציות) לנטרל מוטציות (DRicupretram) עם לנטרל מוטציות (D10) לנטרל מוטציות (DSD) לנטרל לנטרל לנטרל לנטרל לנטרל לנטרל לנטרל מוטציות).

המונחים: environmental Remediation

(ב) מאגרי הזינוק משמשים בשליטה באתר הבנייה, טיפול במים שלי, חולות שמן זנבות זנבות.בעיבוד חול שמן, זנבים יפים בוגרים (MFT) מורכב חימרים ומעטומונים עם PSD רחב מאוד ותוכן קולונואידי גבוה (מצטבר) חומר זה מציג FLT:0 מחוזק משקל עצמי של LTFalrated מעל פני שנים:

אסטרטגיות לאופטימיזציה של משקעים באמצעות בקרת PSD

קידוד ו Flocculation

כאמור, הוספת סוכנים כימיים לחלקיקים היא הדרך הישירה ביותר להעביר את PSD לגדלים גדולים יותר. flocculation יעיל תלוי תדירות ההתנגשות (השליטה על ידי ערבוב אינטנסיביות וריכוז מוצק) ואת יעילות הדבקות (השליטה על ידי כימיה משטח ומבנה פולימרני) התוצאה היא FLT: 0time-תלוי PSDFLT:1; עלייה ראשונית, ולאחר מכן עשוי להפחית את ההשפעה של שינוי משמעותי לאזן איטי יותר מאשר אופטימיזציה גבוהה.

קטגוריה ו-Pre-Thicking

לפני יחידת השמדה, cc-FitfLT:0 (classificationphalph:1) באמצעות הידרוציקלונים, אחס, או צנטריפוגות יכול להסיר את השבריר המשובחת ביותר (ה"הלימוזינה") וליצור מזון עם PSD צר יותר, בעוד זה עולה דרך חישוב ויישב יעילות במישבן, את הסכומים המוסרו חייב להיות מנוהל בנפרד (למשל, במזכר, במיקרו-מחץ כלכלי או במיקרו-ממדן).

בחירה מהירה ואסטרטגיה

(ה) מזונות שונים מגיבים באופן שונה לflocculants (לאכילה עם כמות גבוהה של חלקיקים דקים מאוד, FLT:0anionic PolyacrylamidesFLT:1 עם משקל מולקולרי גבוה הם לעתים קרובות יעיל. עבור להאכיל עם PSD רחב, שילוב של קידוד (למשל, סידן) ואחריו LT) על ידי טפטול עשוי להיות יעיל יותר מאשר פיזור מוקדם מדי, אבל הוא יכול להיות מעבר של קשקשים.

תכנון תהליכים ובחירת ציוד

קוטר Thickener, עומק, עיצוב להאכיל, ו- גרף גרף הם כולם נבחרים על בסיס PSD הצפוי של להאכיל. a עבה PSD להאכיל דורש אזור מעצור עמוק יותר ולעתים עיצוב גדול יותר של מדמטר כדי למזער מהירות יתר של זרימת יתר. המודרנית:0- high-ratesFLT:1 להשתמש תוספת מטבוליטציה להאכיל, לפעמים עם דינמיות פנימי כדי להפחית את הפחתת תפקודים יעיל יותר ויותר.

מודלים מתקדמים ודרכים עתידיות

מודל איזון האוכלוסייה (PBM)

(ב) סימולציה של האבולוציה של PSD במהלך התיישבות על ידי חשבונאות עבור פיזור חלקיקים, פריצה וצמיחה.הם שימושיים במיוחד עבור תהליכים flocculation, עבור עיצוב מסמיכות בתנאים שונים של הזנה חלקיקים PBMs עם FLT:0computational נוזלFLT:1 (CFD-PB) מאפשר חיזוי של שינויים מרחביים בתוך PSD-Fpoint מאפשר למערכות למידה מסוכנות (D-FSD) תחליפיות) תחליפיות (D-FLT2.

Inline and Real-Time PSD Monitoring

זמינותם של חיישני פנים חזקים - כגון FLT:0ultrasonic attenuationFLT:1, FLT:2FBRMFLT 3, ו-FLT:4in-מעבד מיקרוסקופים תנודות FLT:5 - עשה מעקב בזמן אמת PSD אפשרי בביצוע פעולות רבות.

תגיות: Flocculants and Nanomaterials

מחקר ב-FLT:0 stimuli-responsive flocculantsFLT:1 (למשל, pH-או פולימרים רגישים לטמפרטורה) יכול לאפשר שליטה על פי דרישה של PSD על ידי גרימת הדבקה או פיזור באזורים ממוקדים של דבקים באופן דומה, FLT:2 רואה מגנטית 3, משתמשת בנו-חלקיקים מגנטיים כדי ליצור חלקיקים יפים (אך עדיין יכולים להיות מאתגרים) עם תואמים עם מזהמים עם מזהמים עם תואמים את העלולים להיות מאתגרים (אך ורק עם תואמים את העלולים להיות מעורבים)

מסקנה

חלוקת גודל חלקיקים היא הרבה יותר מאשר סטטיסטיקאית תיאורית; זהו בקר דומיננטי של יעילות סינדימנטציה על פני מגוון עצום של תהליכים תעשייתיים.מפיזיקה הבסיסית שנתפסה על ידי חוק סטוקס להתנהגות המורכבת של מורד, פולידיספרסים השעיה במשבים תעשייתיים, מדען PSD שולט רק כמה חלקיקים מהירים להתיישב, כמה הם מבססים, וכמה ברור על פני זרימת המערכת - באמצעות סיווג, בדיוק מתקדם, או שיפור יכולת חישובית, שיפור יעיל יותר, כדי לשלוט על ידי שליטה כימית, או ירידה ברמת דיוק, או ירידה גבוהה יותר, תוך כדי שליטה על ידי מודלים מתקדמים, כמו גם על ידי מודלים מתקדמים, כמו גם על ידי שליטה מתקדמת, כמו גם על ידי כוח בקרה מתקדמת יותר, תוך כדי שיפור יעיל יותר, כמו גם על ידי כוח בקרה מתקדמת יותר, כדי שיפור יעיל יותר, או ירידה ברמת דיוק, כמו גם על ידי כוח אדם יעיל יותר, כמו גם על ידי כוח אדם, כדי שיפור יעיל יותר, כדי שיפור יעיל יותר, תוך כדי שליטה על ידי מערכת בקרה כימית, תוך כדי שיפור יעיל יותר, כדי בקרה מתקדמת, כדי שיפור יעיל יותר, כדי שיפור יעיל יותר, תוך כדי שיפור יעיל יותר, כמו גם על ידי מערכת בקרה מתקדמת, כדי שיפור יעיל יותר, כדי שיפור יעיל יותר, כדי שליטה על ידי כוח מידה

(ב) לעיין מקורות סמכותיים כגון:0 ScienceDirect's Review of sedimentation Theory of seimentation Theory FLT:1 ו-FLT:2 (המדריךים של איגוד המים האמריקאיים על טיפול במים) 3.10.10.10.10.מסמך הוראות מעשיות על עיצוב עבה ניתן למצוא ב-FLT:4 מטלורג'''''''''') ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇