Cтраница 2
В подробном обзоре Торобина и Говэна [80, 81] для технологов описывается, как сильная турбулизация набегающего потока разбивает турбулентный след за шаром и сдвигает наступление кризиса. Большой разброс экспериментальных данных по коэффициентам сопротивления авторы обзора объясняют тем, что сопротивление определяется не только средней относительной пульсацией скорости, но и всем спектром турбулентности, различным в разных случаях. Авторы отмечают, что из-за подобной турбулизации потока часто данные по скоростям оседания предельно разреженных суспензий ( е - 1) не совпадают со скоростью витания. [16]
Гидрофобизующая ориентация в результате адсорбции любого органического поверхностно-активного вещества из углеводородной жидкой среды на поверхности частичек суспензии вызывает стабилизацию их, чем предотвращает агрегирование, особенно, если первоначально частички были гидрофильными или олеофобными. В водных суспензиях такая гидрофобизация вследствие адсорбции вызывает обратный эффект - рыхлое сцепление ( флокуляцию) частичек направленными наружу углеводородными цепями. На принципе флокуляции базируется ряд процессов обогащения полезных ископаемых, она сопутствует флотации и имеет большое значение для повышения скорости оседания суспензий ( концентратов) и отфильтровывания от них водной среды. [17]
Соотношения (8.3.48) и (8.3.49) показывают, что влияние стенок на одиночную частицу больше, если возвратное течение затормаживается у стенок контейнера. Разумно предположить, что возвратное течение в центре трубы в суспензии оседающих частиц будет также сильнее в случае, когда жидкость не может свободно течь в контейнере, а оттесняется в ядро суспензии. Непосредственное взаимодействие между частицами, обусловленное их стоксовыми полями, не зависит, однако, от граничных условий. Поэтому результирующий эффект, связанный с граничным условием об отсутствии проскальзывания, состоит в снижении скорости оседания суспензии. Это объясняет разницу коэффициентов 1 91 и 1 76 при ф 1 / 3, полученных соответственно Фамуларо и Хаси-мото. На основании предыдущих рассуждений представляется вероятным, что исправленное выражение для стоксовой скорости оседания, полученное Хасимото, может быть правильной формулой для вычисления скорости оседания суспензии кубической структуры в контейнере без трения. [18]
Этот метод был использован Фамуларо [24] при получении формул для скоростей оседания упорядоченных и хаотических суспензий в виде функций от объемной концентрации твердой фазы. Интегралы, появляющиеся в функции F ( гь г &), были вычислены численно на быстродействующей вычислительной машине. Фамуларо показал, что для суспензий, содержащих большое число частиц в объеме контейнера ( больше 500 сфер в объеме, равном кубу радиуса цилиндра), имеется тенденция к уплощению профиля скорости оседания в центральной части цилиндра. В случае сфер, распределенных хаотически, скорость оседания суспензии равна средней скорости частицы, расположенной на оси цилиндра. [19]
В практическом отношении, однако, так называемая неограниченная суспензия создается за счет увеличения числа частиц в контейнере с фиксированными размерами. Увеличение числа частиц должно сопровождаться уменьшением их размеров для того, чтобы суспензия по-прежнему оставалась разбавленной. Наблюдатель размера порядка размера частиц будет воспринимать суспензию как бесконечно протяженную; однако отсюда не очевидно, что граничные условия на поверхности контейнера не будут влиять на скорость оседания. В действительности, как уже указывалось в разд. Кавагути [52] и Факсена [25] заставляет предположить, что имеется определенное влияние граничных условий на стенках контейнера на поправку первого порядка к скорости оседания суспензии. [20]
Соотношения (8.3.48) и (8.3.49) показывают, что влияние стенок на одиночную частицу больше, если возвратное течение затормаживается у стенок контейнера. Разумно предположить, что возвратное течение в центре трубы в суспензии оседающих частиц будет также сильнее в случае, когда жидкость не может свободно течь в контейнере, а оттесняется в ядро суспензии. Непосредственное взаимодействие между частицами, обусловленное их стоксовыми полями, не зависит, однако, от граничных условий. Поэтому результирующий эффект, связанный с граничным условием об отсутствии проскальзывания, состоит в снижении скорости оседания суспензии. Это объясняет разницу коэффициентов 1 91 и 1 76 при ф 1 / 3, полученных соответственно Фамуларо и Хаси-мото. На основании предыдущих рассуждений представляется вероятным, что исправленное выражение для стоксовой скорости оседания, полученное Хасимото, может быть правильной формулой для вычисления скорости оседания суспензии кубической структуры в контейнере без трения. [21]