Файл: Авдеев, Н. Я. Аналитико-статистические исследования кинетики некоторых физико-химических процессов учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 52
Скачиваний: 0
|
|
n |
— (Z |
Гп '* |
|
|
|
n r anri nln r t |
V. Bt = ■a n (r о |
e " |
ln r 0 — r, |
||||||
|
|
|
|
p |
|
|
|
p |
|
|
|
—а „г0‘ n |
__о |
—а г тип |
|||
|
|
|
о |
it |
|
u m |
||
VI. |
Ф'а (r„ |
ап, р п ) = Ат ■Ф (г„ |
|
ап, рп) — А, |
||||
VII. |
Ф'р(г„ |
ап, рп) = |
Вт Ф(г„ |
ап, Pn) — Bt |
||||
VIII. |
АФ, = |
Ф(г/> |
ап, рп) — Ф, |
|
|
(i = |
m, |
1, |
2); |
(г = |
т, |
1, |
2); |
|
(і = |
1, |
2) |
|
(і = |
1, |
2) |
Затем по значениям величин VI—VIII и формулам (40—42) находят а « а„+1, р « рпМ (табл. 12, 13).
Определив значения параметров уравнения (39) и убедив шись в согласованности расчетных и экспериментальных резуль
татов (табл. 10—13) по известным |
соотношениям F (г) |
= Ф'{г) |
|||||||||
при |
р = const, |
находим величину внешней |
удельной |
поверхно |
|||||||
сти |
системы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ГП |
|
\ |
ІП |
|
|
|
||
|
|
3 |
Г |
ич / \ |
dr |
ЗЛ0 |
Г |
—агр |
п_ ч , |
|
|
|
а0 = — |
\ |
Ф (г) — = |
—- \ |
е |
гр 2 dr, |
|
|
|||
|
|
Р |
J |
|
г |
р |
J |
|
|
|
|
где |
|
|
го |
|
|
|
г0 |
|
|
|
(44) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
A0 = |
ap[e -arf - е ~ аг^Р)~ \ |
|
|
||||||
Вычисление |
остальных |
показателей дисперсности |
в |
каждом |
конкретном |
случае не |
вызывает затруднений, если при этом |
пользоваться |
таблицами неполных гамма-функций, возведения |
|
в степень и |
таблицами |
значений экспоненциальной функции. |
Применяя |
к вычислению интеграла правой части равенства |
|
(44) формулу |
Симпсона [65], при р < 1, |
г0 < 1 и гт — оо по |
лучим приближенную формулу внешней |
удельной поверхности |
высокодисперсного вещества [33, 52 ]
ар
(45)
2Р гІ~Р
где г0 — усредненный минимальный эквивалентный радиус ча
стиц (мк)\ р — плотность материала частиц (г/см3)-, а и р |
— па |
|
раметры уравнения (39) (табл. 14). ' |
|
|
Из табл. 12, |
13 видно, что расчетные значения по асимптоти |
|
ческой формуле |
(38) не соответствуют опытным данным |
[66 ] в |
концевых точках интервала дисперсности. Лучшую согласован ность показывают результаты расчета по формуле (39), особенно при втором и последующих приближениях параметров а и р .
37
- Т а б л и ц а 10
Гранулометрический состав почв, определенный методом пипетки н аналитическим методом расчета по формулам
№ об разца
Метод |
|
Диаметры |
части, мк |
|
Параметры |
||||
<1 |
5 |
10 |
1 |
50 |
1 250 |
|
|||
расчета |
Р |
||||||||
гранулометрический |
состав, |
а |
|||||||
|
% |
|
Погреш ность %
|
Пипеточный |
50 |
62 |
71 |
93 |
100 |
_ |
|
|
1 |
Формула (38) |
50 |
64 |
71 |
85 |
94 |
0,69 |
0,28 |
3,2 |
|
Формула (39) |
50 |
64 |
71 |
91 |
100 |
0,57 |
0,24 |
0,8 |
2 |
Пипеточный |
38 |
53 |
63 |
93 |
100 |
|
|
|
Формула (38) |
38 |
55 |
63 |
82 |
94 |
0,48 |
0,32 |
3,8 |
|
|
Формула (39) |
38 |
54 |
63 |
90 |
100 |
0,41 |
0,29 |
0,8 |
3 |
Пипеточный |
53 |
68 |
75 |
95 |
100 |
0,76 |
0,26 |
2,2 |
Формула (38) |
53 |
68 |
75 |
88 |
96 |
||||
|
Формула (39) |
53 |
68 |
75 |
93 |
100 |
0,68 |
0,24 |
0.4 |
|
Пипеточный |
23 |
36 |
41 |
70 |
100 |
|
|
|
4 |
Формула (38) |
21 |
33 |
39 |
57 |
96 |
0,23 |
0,32 |
4,8 |
|
Формула (39) |
22 |
34 |
42 |
68 |
100 |
0,13 |
0,28 |
1,2 |
Т а б л и ц а 11
Дисперсный состав пылевой фракции торфяной сушонки, определенный
методом воздушной сепарации |
и аналитическим методом расчета (ан) |
|||||||
|
|
|
с применением ЭВМ |
|
|
|
||
Торф и степень |
Метод |
Радиусы частиц, |
МК |
Характеристика |
дис |
|||
расче |
10 |
20 |
30 40 |
56 |
|
персности |
|
|
разложения |
та |
дисперсный состав, % |
массы |
а |
Р |
R |
||
|
||||||||
|
|
Древесный, 50— |
вс |
12 |
31 |
55 |
78 |
55% |
ан |
10 |
32 |
57 |
79 |
Древесный, 45% |
вс |
10 |
40 |
66 |
89 |
Древесно-сосно- |
ан |
10 |
40 |
68 |
89 |
вс |
4 |
24 |
56 |
82 |
|
вый, 40% |
ан |
5 |
25 |
56 |
82 |
Сосново-сфагно- |
вс |
8 |
25 |
62 |
81 |
вый, 40% |
ан |
6 |
26 |
60 |
82 |
Сосново-гипно- |
вс |
4 |
11 |
29 |
67 |
вый, 30— 35% |
ан |
2 |
11 |
32 |
68 |
100 |
11 ■ ю-4 |
|
100 |
||
100 |
— |
|
100 |
со |
О1 |
100 |
— |
|
100 |
1 ,6 • 10-4 |
|
100 |
— |
|
100 |
1,5 • ю -4 |
|
100 |
— |
ІО-» |
100 |
6 - |
___
1,95 23
——
2,12 24
——
2,52 30
——
2,525 28
——
3,30 36
38
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
12 |
||
Гранулометрический состав |
порошка |
кварца, |
определенный |
методом |
|
||||||||
|
Одена-Фигуровского и способом расчета по формулам, % |
|
|
||||||||||
Способ рас |
|
Размеры частиц по радиусам, |
МК |
Параметры |
3 ^ |
||||||||
чета, |
поря |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а . * |
|||
док прибли |
2 |
4 |
6 |
|
8 |
12 |
16 |
25 |
а |
Р |
«_ |
н |
|
жения |
|
С 1 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Одена-Фигу |
|
10 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ровского |
0 |
44 |
64 |
81 |
100 |
|
|
|
|
||||
Формула (38) |
6 |
17 |
30 |
43 |
65 |
81 |
96 |
0,0214 |
1,57 |
2,71 |
|||
Формула (39) |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п = |
0 |
12 |
26 |
41 |
65 |
83 |
100 |
0,0214 |
1,57 |
1.71 |
|||
Формула (39) |
0 |
13 |
|
|
40 |
62 |
|
|
|
|
|
|
|
п = |
1 |
28 |
78 |
100 |
0,0380 |
1,25 |
2,00 |
||||||
Формула (39) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п = |
2 |
0 |
14 |
30 |
|
43 |
65 |
81 |
100 |
0 ,0473 |
1,22 |
0,86 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
13 |
||
|
Гранулометрический состав |
технической сажи, определенный |
|
|
|||||||||
|
|
|
различными способами расчета, % массы |
|
|
|
|||||||
Способ рас |
|
Размеры частиц по радиусам, |
МК |
Параметры |
|
|
|||||||
чета, |
поря |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е-е |
|
док прибли |
< 4 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
28 |
70 |
а |
Р |
|||
жения. |
п |
° |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С ж |
|
Одена-Фигу- |
0 |
11 |
33 |
50 |
61 |
70 |
77 |
100 |
— |
— |
|
|
|
ровского |
— |
|
|||||||||||
формула (38) |
7 |
19 |
33 |
47 |
59 |
70 |
79 |
98 |
0,0077 |
1,59 |
3,00 |
||
Формула (39) |
0 |
|
28 |
|
57 |
68 |
77 |
100 |
0,0077 |
|
2,50 |
||
п = |
0 |
13 |
43 |
1,59 |
|||||||||
Формула (391 |
0 |
|
27 |
46 |
56 |
67 |
78 |
100 |
0,0147 |
|
2,60 |
||
п = |
1 |
15 |
1,43 |
||||||||||
Формула (39) |
0 |
14 |
33 |
48 |
59 |
70 |
77 |
100 |
0,0197 |
1 ,31 |
0,88 |
||
п = |
2 |
Хорошая согласованность расчетных по формуле (38) и опыт ных (методом пипетки) определений иллюстрируется на приме рах табл. 96 и др. приложениях.
Из табл. 14 видно, что при повышении интенсивности меха нического диспергирования (переработки) [67] торфа особенно характерным является увеличение содержания, коллоидной фрак ции частиц размером до 1 мк и частиц фракций 1—5 мк, фракции
39
№ образца
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
14 |
||
Дисперсионная характеристика торфа, переработанного |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
различными |
механизмами |
|
|
|
|
||||
Метод |
Диаметр |
частиц, |
МК |
Показатели |
Параметры |
|
ность,% |
|||||||
< 1 | |
5 |
10 |
сл о |
о о ю СЛ о |
дисперсности |
|
|
|
Погреш |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
расчета |
|
|
% |
состав, |
°о. “г |
R |
/ |
а |
Р |
2гв |
||||
фракционный |
м- |
|
|
|
|
|||||||||
Опыт |
9 |
14 |
17 |
_ _ 36 |
_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
|||
Ана.пит. |
9 |
14 |
17 |
25 |
30 |
36 |
8,8 |
1020 |
150 |
0,091 |
0,29 |
0,05 |
— |
|
Опыт |
10 |
21 |
27 |
_ _ 67 |
_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
_ .. |
||||
А палит. |
12 |
21 |
27 |
44 |
54 |
67 |
12,5 |
585 |
50 |
0,127 |
0,39 |
0,05 |
0,50 |
|
Опыт |
15 |
20 |
37 |
_ _ 76 |
_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
|||
Ана.пит. |
18 |
30 |
37 |
56 |
64 |
76 |
20,1 |
350 |
72 |
0,206 |
0,25 |
0,05 |
0,75 |
|
Опыт |
27 |
51 |
57 |
_ _ 83 |
_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
|||
Аналнт. |
30 |
51 |
57 |
71 |
77 |
83 |
42,9 |
265 |
410 |
0,460 |
0,25 |
0,05 |
0,75 |
|
Опыт |
31 |
51 |
61 |
_ _ 87 |
_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
|||
Аналнт. |
33 |
51 |
58 |
72 |
80 |
87 |
45 ,7 |
125 |
337 |
0,470 |
0,27 |
0,05 |
1,25 |
5— 10 мк, по существу, после первого диспергирования не из менились. Однако наиболее наглядным показателем, характе ризующим полидисперсность системы, является ее удельная поверхность, которая при диспергировании увеличивается весь ма значительно. Так, при переработке в мясорубке в количестве 10 раз (образец 4) удельная поверхность по сравнению с исход ной увеличилась в 4,88 раза, а при переработке в коллоидной мельнице (образец 5) — в 5,23 раза.
Из данных табл. 14 также следует, что изменение удельной поверхности торфа находится в прямой зависимости от изменения его коллоидной и высокой фракции. Грубые фракции в образова нии удельной поверхности системы практически не участвуют; но зато они в значительной степени определяют величину сред невзвешенных размеров частиц. Что же касается показателя неоднородности системы, то в рассмотренном примере он не является характерным, так как по его числовым значениям трудно судить о кинетике процесса механического диспергирова ния.
40