6830718987

Filtracja

Filtracja jest procesem, w którym z mieszaniny cieczy z cząstkami stałymi usuwa się część jednej z faz. W efekcie procesu filtracji powstaje klarowna ciecz i zatężona zawiesina o różnej zawartości cieczy. Można wyróżnić dwa zakresy procesu filtracji. Jeśli filtruje się zawiesinę zawierającą niewielkie ilości cząstek stałych, to proces taki nazywa się filtracją oczyszczającą, a jeśli filtruje się zawiesinę o większych zawartościach ciała stałego, to proces nazywa się filtracją rozdzielającą. W obu rodzajach procesów rozmiary cząstek ciała stałego mogą przyjmować bardzo różnorodne rozmiary od kilku Jim do kilku cm

W procesach filtracji zawsze występuje jakaś przegroda filtracyjna. Funkcję przegrody mogą spełniać:

0

o

o

0 usypane warstwy filtrujące, masy porowate, spieki, bibuły, tkaniny filtracyjne,

własny osad wydzielony z zawiesiny (placek filtracyjny), osad może być nieściśliwy bądź ściśliwy.

Przegroda filtracyjna zawsze stawia opór przy przepływie cieczy, opór ten (spadek ciśnienia) można obliczyć ze zmodyfikowanego równania Darcy-Weisbacha w postaci:

'6    2

^cieczy Pf

L 1-

dp_S e³

Współczynnik oporu przepływu A._f w takim przypadku należy obliczać jak dla ruchu laminamego (bo wszystkie procesu odbywają się powoli), a zależność w tym obszarze, tj. dla Re <110 ma postać:

= — Re

gdzie:

C

stała zależna od kształtu ziaren,

Re =-

w

cieczy

d_ps Pt

l-e r|_f

Aby pokonać opory przepływu cieczy przez warstwę przegrody filtracyjnej należy zastosować różnicę ciśnień po jej obu stronach. Jeśli nad przegrodą panuje ciśnienie atmosferyczne, to pod nią należy wytworzyć podciśnienie, natomiast jeśli pod przegrodą panuje ciśnienie atmosferyczne, to nad nią należy wytworzyć podciśnienie.

W celu obliczenia wydajności filtra (strumienia objętości cieczy) ^vciecz_y =^vf należy dokonać przekształceń wykorzystując powyższe równania i równanie ciągłości, co prowadzi do zależności:

³ A

V_f =

dp_S Ap

(l-e)³

Kłopotliwe do doświadczalnej weryfikacji liczby

LC Tjf

(l-e)²

3 ~J2

e d

łączy się i zastępuje pojęciem

_Ps

oporu warstwy filtracyjnej Ra, co prowadzi do zależności zwanej równaniem Carmanna

v_f

A Ap Ro LRf

Opór warstwy filtracyjnej Ra wyznacza się doświadczalnie.

Filtracja plackowa

1