Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat is de bezinkingssnelheid in het soortelijk gewicht van vaste deeltjes?

De bezinkingssnelheid van vaste deeltjes in een vloeistof wordt bepaald door verschillende factoren, waaronder:

* deeltjesgrootte en vorm: Kleinere deeltjes vestigen zich langzamer dan grotere deeltjes, en onregelmatige vormen vestigen zich langzamer dan bolvormige vormen.

* deeltjesdichtheid (soortelijk gewicht): Dichtere deeltjes vestigen zich sneller dan minder dichte deeltjes.

* vloeistofdichtheid: Hoe dichter de vloeistof, hoe langzamer de bezinkingssnelheid.

* vloeistofviscositeit: Hogere viscositeitsvloeistoffen resulteren in langzamere bezinkingssnelheden.

Specifiek gewicht is de verhouding van de dichtheid van een stof tot de dichtheid van een referentiesubstantie (meestal water bij 4 ° C). Het is direct gerelateerd aan de deeltjesdichtheid en beïnvloedt dus de bezinkingssnelheid.

Hier is hoe specifiek gewicht van invloed is op de setterende snelheid:

1. Hoger soortelijk gewicht: Deeltjes met een hoger soortelijk gewicht (wat betekent dat ze dichter zijn dan de vloeistof) zullen sneller bezinken. Dit komt omdat de zwaartekracht die op het deeltje werkt sterker is en de sleepkracht van de vloeistof effectiever overwint.

2. Verlaag soortelijk gewicht: Deeltjes met een lager soortelijk gewicht (wat betekent dat ze minder dicht zijn dan de vloeistof) zullen langzamer bezinken. De zwaartekracht die op het deeltje werkt, is zwakker en de sleepkracht van de vloeistof heeft een groter effect.

Berekeningssnelheid berekenen:

Er zijn verschillende formules om de settlingsnelheid te berekenen, maar de meest voorkomende voor sferische deeltjes is de wet van Stokes :

`` `

v =(2 * g * (ρ_p - ρ_f) * r^2) / (9 * η)

`` `

Waar:

* v is de bezinkingssnelheid (m/s)

* g is de versnelling als gevolg van de zwaartekracht (9,81 m/s²)

* ρ_p is de dichtheid van het deeltje (kg/m³)

* ρ_f is de dichtheid van de vloeistof (kg/m³)

* r is de straal van het deeltje (m)

* η is de dynamische viscositeit van de vloeistof (pa · s)

Specifiek zwaartekracht (SG) heeft betrekking op deeltjesdichtheid (ρ_p) door de volgende vergelijking:

`` `

Sg =ρ_p / ρ_w

`` `

Waar:

* ρ_w is de dichtheid van water (1000 kg/m³)

Daarom kunt u door het kennen van het soortelijk gewicht van de vaste deeltjes de deeltjesdichtheid berekenen en in de wet van Stokes gebruiken om de bezinkingssnelheid te schatten.

Belangrijke opmerking: De wet van Stokes is alleen geldig voor sferische deeltjes en voor lage Reynolds -nummers (re <1). Voor niet-spelfheeltjes of hoge Reynolds-getallen zijn meer complexe modellen vereist om de settlingsnelheid te berekenen.