Lista 6. Opadanie ciał i filtracja

1. Obliczyć prędkość opadania cząsteczki kulistej kredy (ρ_k = 2710 kg/m³) o objętości
v_cz = 5mm³ w wodzie (ρ_w = 1000 kg/m³; η_w = 0,001 Pa∙s). Odp. 0,283 m/s.

2. Proszę obliczyć prędkość opadania w wodzie cząstki piasku kwarcowego o kształcie kulistym i średnicy 0,9 mm, jeśli gęstość piasku jest równa 2650 kg/m³, a temperatura wody t=20^oC. Odp. 0,15 m/s.

3. Proszę obliczyć rozmiar największych kulistych cząstek kredy, które będą unoszone przez strumień wody płynący do góry z prędkością 0,5 m/s. Temperatura wody wynosi 10^oC, gęstość kredy 2710 kg/m³. Odp. 4,55 mm

4. Proszę obliczyć rozmiar najmniejszych cząstek osiadających w gazociągu o przekroju kwadratowym, długości 16 m. i wysokości 2 m przy prędkości liniowej przepływającego gazu 0,5 m/s. Lepkość gazu wynosi η_śr.=0,03⋅10^-3 Pa⋅s, gęstość gazu ρ_śr.=0,8 kg/m³, gęstość cząstek ρ=4000 kg/m³. Odp. 4,24 mikrona

5. W laboratorium badano lepkość cieczy organicznej przeprowadzając eksperyment Stokes'a. Do cylindra z cieczą wrzucono kulkę o średnicy d=5mm i gęstości ρ_k=2950kg/m³ i gdy jej prędkość się ustabilizowała zmierzono czas w którym pokonała s=50cm. Średni czas uzyskany z kilku pomiarów wynosi t=34s. Jaka jest lepkość cieczy jeżeli jej gęstość w tej temperaturze wynosi ρ_c=1260kg/m³. Odp. 1,57 Pa·s.

6. Proszę obliczyć czas trwania filtracji 10 m³ cieczy przez 1m² filtru, jeśli podczas wstępnego badania filtru z 1m² filtru zebrano następującą ilość przesączu: 1dm³ po 2,25 min. i 3dm³ po 14,5 min. od rozpoczęcia filtracji. Odp. 2h20min

7. Dla warunków wymienionych w poprzednim zadaniu proszę obliczyć czas trwania przemywania osadu, jeżeli ilość wody przemywającej wynosi 2,4 dm³/m² i przemywanie zachodzi w takim samym kierunku jak filtracja. Odp. 65 min.

8. Należy przefiltrować zawiesinę w ramowej prasie filtracyjnej i w ciągu 3 godzin otrzymać 6 m³ przesączu. Filtrowanie doświadczalne tej mieszaniny w laboratoryjnej prasie filtracyjnej pod tym samym ciśnieniem i przy tej samej grubości osadu wykazało, że stałe filtracji odniesione do 1m² powierzchni filtru mają następujące wartości: K=20,7⋅10^-4 m²/godz. i C=1,45⋅10^-3 m³/m². Proszę policzyć niezbędne wymiary prasy filtracyjnej. Odp. 77,5m².

9. Doświadczalna filtracja zawiesiny, przeprowadzona na filtrze laboratoryjnym o powierzchni 0,2m² przy stałym ciśnieniu 50 kPa dała następujące wyniki:

objętość przesączu V·10^-3[m^3]	τ [s]
3,0 6,0	120 360

Obliczyć stałe filtracji K i C dla warunków laboratoryjnych. Odp.

;
.

---