Das Festsetzen ist der Prozess, durch den sich particulates zum Boden einer Flüssigkeit niederlassen und einen Bodensatz bilden. Partikeln, die eine Kraft entweder wegen des Ernstes oder wegen der Schleuderbewegung erfahren, werden dazu neigen, sich in einer gleichförmigen Weise in der durch diese Kraft ausgeübten Richtung zu bewegen. Für das Ernst-Festsetzen bedeutet das, dass die Partikeln dazu neigen werden, zum Boden des Behälters zu fallen, einen Schlicker an der Behälter-Basis bildend.

Das Festsetzen ist eine wichtige Operation in vielen Anwendungen, wie Bergwerk, Abwasser-Behandlung, biologische Wissenschaft, vorantreibendes Raumwiederzünden,

und Partikel-Mechanik.

Physik

Um Partikeln zu setzen, die individuell betrachtet werden, d. h. Partikel-Lösungen verdünnen, gibt es zwei Hauptkräfte, die auf jede Partikel verordnen. Die primäre Kraft ist eine angewandte Kraft, wie Ernst und eine Schinderei-Kraft, die wegen der Bewegung der Partikel durch die Flüssigkeit ist. Die angewandte Kraft wird gewöhnlich durch die Geschwindigkeit der Partikel nicht betroffen, wohingegen die Schinderei-Kraft eine Funktion der Partikel-Geschwindigkeit ist.

Für eine Partikel ruhig wird keine Schinderei-Kraft ausgestellt, der die Partikel veranlasst, sich wegen der angewandten Kraft zu beschleunigen. Wenn sich die Partikel, die Schinderei-Kraft-Taten in der Richtung gegenüber der Bewegung der Partikel beschleunigt, weitere Beschleunigung verzögernd, ohne andere Kraft-Schinderei setzt direkt der angewandten Kraft entgegen. Als die Partikel in der Geschwindigkeit schließlich zunimmt, werden die Schinderei-Kraft und die angewandte Kraft ungefähr entsprechen, keine weitere Änderung in der Geschwindigkeit der Partikel verursachend. Diese Geschwindigkeit ist als die Endgeschwindigkeit bekannt, Geschwindigkeit oder Fall-Geschwindigkeit der Partikel setzend. Das ist durch das Überprüfen der Rate des Falls von individuellen Partikeln sogleich messbar.

Die Endgeschwindigkeit der Partikel wird durch viele Rahmen, d. h. irgendetwas betroffen, was die Schinderei der Partikel verändern wird. Folglich ist die Endgeschwindigkeit am meisten namentlich auf die Korn-Größe, die Gestalt (Rundung und Kugelgestalt) und Dichte der Körner, sowie zur Viskosität und Dichte der Flüssigkeit abhängig.

Einzelne Partikel-Schinderei

Die Schinderei von Stokes

Für verdünnte Suspendierungen sagt das Gesetz von Stokes die sich niederlassende Geschwindigkeit von kleinen Bereichen in Flüssigkeit, entweder Luft oder Wasser voraus. Das entsteht wegen der Kraft von klebrigen Kräften an der Oberfläche der Partikel, die der Mehrheit der Verzögern-Kraft zur Verfügung stellt. Das Gesetz von Stokes findet viele Anwendungen in den Naturwissenschaften und wird gegeben durch:

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wo w die sich niederlassende Geschwindigkeit ist, ist ρ Dichte (die Subschriften p und f zeigen Partikel und Flüssigkeit beziehungsweise an), g ist die Beschleunigung wegen des Ernstes, r ist der Radius der Partikel, und μ ist die dynamische Viskosität der Flüssigkeit.

Das Gesetz von Stokes gilt, wenn die Zahl von Reynolds, Re, der Partikel weniger als 0.1 sind. Experimentell, wie man findet, hält das Gesetz von Stokes innerhalb von 1 % für, innerhalb von 3 % für und innerhalb von 9 %. Mit dem Steigern von Zahlen von Reynolds, Schürt Gesetz beginnt, wegen der flüssigen Trägheit zusammenzubrechen, den Gebrauch von empirischen Lösungen verlangend, Schinderei-Kräfte zu berechnen.

Newtonische Schinderei

Wenn man

einen Schinderei-Koeffizienten als das Verhältnis der Kraft definiert, die durch die durch den Einfluss-Druck der Flüssigkeit geteilte Partikel erfahren ist, wird ein Koeffizient, der als die Übertragung der verfügbaren flüssigen Kraft in die Schinderei betrachtet werden kann, gegründet. In diesem Gebiet ist die Trägheit von einwirkender Flüssigkeit für die Mehrheit der Kraft-Übertragung auf die Partikel verantwortlich.

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Für eine kugelförmige Partikel in Schürt Regime dieser Wert ist jedoch im Newtonischen Schinderei-Regime nicht unveränderlich der Schinderei auf einem Bereich kann durch eine Konstante, 0.44 näher gekommen werden. Dieser unveränderliche Wert deutet an, dass die Leistungsfähigkeit der Übertragung der Energie von der Flüssigkeit bis die Partikel nicht eine Funktion der flüssigen Geschwindigkeit ist.

Als solcher kann die Endgeschwindigkeit einer Partikel in einem Newtonischen Regime wieder durch die Gleichstellung der Schinderei-Kraft zur angewandten Kraft erhalten werden, auf den folgenden Ausdruck hinauslaufend

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Übergangsschinderei

Im Zwischengebiet dazwischen Schürt Schinderei und Newtonische Schinderei, dort besteht ein Übergangsregime, wo die analytische Lösung des Problems eines fallenden Bereichs problematisch wird. Um das zu lösen, werden empirische Ausdrücke verwendet, um zu rechnen, ziehen dieses Gebiet hinein. Eine solche empirische Gleichung ist die von Schiller und Naumann und kann gültig sein für:

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Das gehinderte Festsetzen

Schürt, das Newtonische und Übergangsfestsetzen beschreiben das Verhalten einer einzelnen kugelförmigen Partikel in einer unendlichen Flüssigkeit, die als das freie Festsetzen bekannt ist. Jedoch hat dieses Modell Beschränkungen in der praktischen Anwendung. Abwechselnde Rücksichten, wie die Wechselwirkung von Partikeln in der Flüssigkeit oder die Wechselwirkung der Partikeln mit den Behälterwänden können das sich niederlassende Verhalten modifizieren. Das Festsetzen, das diese Kräfte im merklichen Umfang hat, ist als das gehinderte Festsetzen bekannt. Nachher halbanalytische oder empirische Lösungen können verwendet werden, um bedeutungsvolle gehinderte sich niederlassende Berechnungen durchzuführen.

Anwendungen

Die Fest-Gasfluss-Systeme sind in vielen Industrieanwendungen als trockene, katalytische Reaktoren da, Zisternen, das pneumatische Übermitteln von Festkörpern, unter anderen setzend. Offensichtlich in Industrieoperationen ist die Schinderei-Regel als ein einzelner Bereich nicht einfach, der sich in einer stationären Flüssigkeit niederlässt. Jedoch zeigen diese Kenntnisse an, wie sich Schinderei in komplizierteren Systemen benimmt, die entworfen und von Ingenieuren studiert werden, die empirische und hoch entwickeltere Werkzeuge anwenden.

Zum Beispiel werden sich Niederlassende Zisternen verwendet, um Festkörper und/oder Öl von einer anderen Flüssigkeit zu trennen. In der Lebensmittelverarbeitung wird das Gemüse zerquetscht und innerhalb einer sich niederlassenden Zisterne mit Wasser gelegt. Das Öl schwimmt die Spitze des Wassers wird dann gesammelt. In der überflüssigen und Wasserwasserbehandlung wird ein flocculant häufig vor dem Festsetzen hinzugefügt, um größere Partikeln zu bilden, die sich schnell in einer sich niederlassenden Zisterne niederlassen, das Wasser mit einer niedrigeren Trübheit verlassend.

In winemaking ist der französische Begriff für diesen Prozess. Dieser Schritt kommt gewöhnlich in der weißen Wein-Produktion vor dem Anfang der Gärung vor.

Festkörper-Analyse von Settleable

Festkörper von Settleable sind die particulates, die sich aus noch flüssig niederlassen. Festkörper von Settleable können für eine Suspendierung mit einem Kegel von Imhoff gemessen werden. Der Standard hält der Kegel von Imhoff des durchsichtigen Glases oder Plastiks einen Liter Flüssigkeit und hat Markierungen kalibriert, um das Volumen von Festkörpern zu messen, die im Boden des konischen Behälters nach dem Festsetzen seit einer Stunde angesammelt sind. Ein standardisiertes Kegel-Verfahren von Imhoff wird allgemein verwendet, um aufgehobene Festkörper im Abwasser oder stormwater Entscheidungslauf zu messen. Die Einfachheit der Methode macht es populär, um Wasserqualität zu schätzen.

Die zu messende Wasserprobe sollte den Gesamtstrom vertretend sein. Proben werden am besten von der Entladung gesammelt, die von einer Pfeife oder über ein Wehr fällt, weil von der Spitze eines fließenden Kanals abgeschöpfte Proben scheitern können, größere, dichte Festkörper zu gewinnen, die der Boden des Kanals vorankommen. Der ausfallende Eimer wird kräftig gerührt, um alle gesammelten Festkörper sofort vor dem Strömen des Volumens gleichförmig wiederaufzuheben, das erforderlich ist, den Kegel zu füllen. Der gefüllte Kegel wird in ein stationäres haltendes Gestell sofort gelegt, um das ruhige Festsetzen zu erlauben. Das Gestell sollte weg davon gelegen werden, Quellen einschließlich des direkten Sonnenlichtes zu heizen, das Ströme innerhalb des Kegels von Thermaldichte-Änderungen des flüssigen Inhalts verursachen könnte. Nach 45 Minuten des Festsetzens wird der Kegel über seine Achse der Symmetrie gerade genug teilweise rotieren gelassen, um jedes feste materielle Haften beiseite des Kegels zu entfernen. Angesammelter Bodensatz wird beobachtet und hat fünfzehn Minuten später nach einer Stunde der Gesamtstabilisierungszeit gemessen.

Siehe auch

• Schinderei-Gleichung
• Ablagerung
• Das Festsetzen der Waschschüssel
• Suspendierung (Chemie)
• Aufgehobene Gesamtfestkörper

Links

• Festkörper-Methodik von Settleable
• Kegel von Imhoff
• Schürt Gesetzendgeschwindigkeitsrechenmaschine