Обзор статьи

Моделирование осаждения частиц в тонкослойном модуле

УДК: 

628.2

DOI: 

10.23968/1999-5571-2025-22-4-108-116

Страницы: 

108-116

Аннотация: 

Представлено исследование осаждения частиц в тонкослойном модуле новой конструкции: для улучшения эффективности осаждения межпластиночное пространство модуля разделено на верхний канал движения сточных вод и нижний канал движения осадка, гидравлически связанный с верхним рядом отверстий. Для анализа кинетики осаждения частиц предлагается математическая модель, основанная на теории осаждения в потоке малой глубины. Математическая модель для прогнозирования траектории движения частиц учитывает действующие на частицы силы плавучести, тяжести, сопротивления жидкости и дополнительной силы потока в канале удаления осадка, что позволило составить уравнение баланса сил. Для оценки математической модели проводился эксперимент. Результаты лабораторного исследования показали, что модель достаточно хорошо передает процесс осаждения частиц в тонкослойном модуле. Данное исследование позволит получить теоретическое обоснование и практические рекомендации для проектирования новой конструкции тонкослойного модуля.

Список цитируемой литературы: 

  1. Kapoor B., Acrivos A. Sedimentation and sediment flow in settling tanks with inclined walls // Journal of Fluid Mechanics. 1995. Vol. 290. Pp. 39-66. DOI 10.1017/ S0022112095002412

  2. Chintokoma G. C., Machunda R. L., Njau K. N. Optimization of Sedimentation Tank Coupled with Inclined Plate Settlers as a Pre-treatment for High Turbidity Water // Journal of Environment and Earth Science. 2015. Vol. 5 (17). Pp. 11-23.

  3. Galvin K. P., Nguyentranlam G. Influence of parallel inclined plates in a liquid fluidized bed system // Chemical Engineering Science. 2002. № 57 (7). Pp. 1231-1234

  4. Nguyentranlam G., Galvin K. P. Applications of the Reflux Classifier in solid-liquid operations // International Journal of Mineral Processing. 2004. Vol. 73 (2-4). Pp. 83-89

  5. Galvin K. P., Callen A. M., Spear S. Gravity separation of coarse particles using the Reflux Classifier // Mineral Engineering. 2010. Vol. 23 (4). Pp. 339-349

  6. Galvin K. P., Callen A., Zhou J., Doroodchi E. Gravity separation using a full-scale Reflux Classifier // W. B. Membrey (ed.). Proceedings of 10th Australian Coal Preparation Conference. 2004. Paper H21.

  7. Zigrang D. J., Sylvester N. D. An explicit equation for particle settling velocities in solid-liquid systems // AIChE Journal. 1981. Vol. 27 (6). Pp. 1043-1044

  8. Hirom K., Devi T. T. Application of Computational Fluid Dynamics in Sedimentation Tank Design and Its Recent Developments: a Review // Water, Air, & Soil Pollution. 2022. Vol. 233 (1). P. 22

  9. Zhang P., Gros Y., Roberts R. M., Bénard A. Modeling of turbulent flow with particle deposition in curved pipes // Proceedings of 7th International Conference on Multiphase flow, ICMF 2010. Tampa, FL USA, May 30-June 4, 2010. 9 p

  10. Mann H., Mueller P., Hagemeier T., Roloff C., Thévenin D., Tomas J. Analytical description of the unsteady settling of spherical particles in Stokes and Newton regimes // Granular Matter. 2015. Vol. 17. Pp. 629-644. DOI 10.1007/s10035-015-0584-y

  11. Liu D. Two-phase fluid dynamics. Beijing: Higher Education Press, 1993. 734 p

  12. Lukerchenko N., Kvurt Y., Keita I., Chara Z., Vlasak P. Drag force, drag torque, and Magnus force coefficients of rotating spherical particle moving in fluid // Particulate Science and Technology. 2012. Vol. 30 (1). Pp. 55-67

  13. Legendre D., Magnaudet J. A note on the lift force on a spherical bubble or drop in a low-Reynoldsnumber shear flow // Physics of Fluids. 1997. Vol. 9 (11). Pp. 3572-3574

  14. Galvin K. P., Walton K., Zhou J. How to elutriate particles according to their density // Chemical Engineering Science. 2009. Vol. 64 (9). Pp. 2003-2010

  15. Li Y., Qi X., Li N., Wang A., Zhang W., Zhu R., Peng Z. Motion characteristics of binary solids in a liquid fluidised bed with inclined plates // China Particuology. 2018. Vol. 39 (4). Pp. 48-54

  16. Doroodchi E., Fletcher D. F., Galvin K. P. Influence of inclined plates on the expansion behaviour of particulate suspensions in a liquid fluidised bed // Chemical Engineering Science. 2004. Vol. 59 (17). Pp. 3559-3567

  17. Belinsky M., Rubin H., Agnon Y., Kit E. Characteristics of Resuspension, Settling and Diffusion of Particulate Matter in a Water Column // Environmental Fluid Mechanics. 2005. Vol. 5 (5). Pp. 415-441

  18. Li Y. F., Li Y., Xia W. C., He C. Y., Zhu R. T. A novel particulate sedimentation model in inclined channels of liquid-solid fluidized bed // Powder Technology. 2017. Vol. 305. Pp. 764-770

  19. Медников Е. М. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей. М.: Наука, 1981. 174 с

  20. Showcat Ali S. A., Azarpeyvand M., Szőke M., Ilário da Silva C. R. Boundary layer flow interaction with a permeable wall // Physics of Fluids. 2018. Vol. 30 (8). 085111

Ключевые слова: 

Полный текст (файл): 

PDF

Авторы: 

Юй Ш. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Федоров С.В. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Другие статьи авторов: 

Ссылка на статью в НЭБ: 

https://elibrary.ru/item.asp?id=83203808

Выпуск журнала

№ 4 (111) Август 2025