Ποια είναι η ταχύτητα καθίζησης σε ειδικό βάρος στερεών σωματιδίων;
* Μέγεθος σωματιδίων και σχήμα: Τα μικρότερα σωματίδια εγκαθίστανται πιο αργά από τα μεγαλύτερα σωματίδια και τα ακανόνιστα σχήματα εγκαθίστανται πιο αργά από τα σφαιρικά σχήματα.
* Πυκνότητα σωματιδίων (Ειδικό βάρος): Τα πυκνότερα σωματίδια εγκαθίστανται ταχύτερα από τα λιγότερο πυκνά σωματίδια.
* Πυκνότητα υγρού: Το πυκνότερο υγρό, τόσο πιο αργή είναι η ταχύτητα καθίζησης.
* Ιξώδες υγρού: Τα υψηλότερα υγρά του ιξώδους έχουν ως αποτέλεσμα βραδύτερες ταχύτητες καθίζησης.
Ειδικό βαρύτητα είναι η αναλογία της πυκνότητας μιας ουσίας στην πυκνότητα μιας ουσίας αναφοράς (συνήθως νερού στους 4 ° C). Σχετίζεται άμεσα με την πυκνότητα των σωματιδίων και έτσι επηρεάζει την ταχύτητα καθίζησης.
Εδώ είναι ο τρόπος με τον οποίο η συγκεκριμένη βαρύτητα επηρεάζει την ταχύτητα ρύθμισης:
1. Ανώτερη Ειδική βαρύτητα: Τα σωματίδια με υψηλότερη ειδική βαρύτητα (που σημαίνει ότι είναι πυκνότερα από το υγρό) θα εγκατασταθούν γρηγορότερα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η βαρυτική δύναμη που ενεργεί στο σωματίδιο είναι ισχυρότερη, ξεπερνώντας την δύναμη οπισθέλκουσας από το υγρό πιο αποτελεσματικά.
2. χαμηλότερη ειδική βαρύτητα: Τα σωματίδια με χαμηλότερη ειδική βαρύτητα (που σημαίνει ότι είναι λιγότερο πυκνά από το υγρό) θα εγκατασταθούν πιο αργά. Η βαρυτική δύναμη που δρουν στο σωματίδιο είναι ασθενέστερη και η δύναμη οπισθέλκουσας από το υγρό έχει μεγαλύτερο αποτέλεσμα.
Υπολογισμός της ταχύτητας ρύθμισης:
Υπάρχουν διάφοροι τύποι για τον υπολογισμό της ταχύτητας καθίζησης, αλλά η πιο συνηθισμένη για τα σφαιρικά σωματίδια είναι ο νόμος του Stokes :
`` `
v =(2 * g * (ρ_p - ρ_f) * r^2) / (9 * η)
`` `
Οπου:
* V είναι η ταχύτητα καθίζησης (m/s)
* g είναι η επιτάχυνση που οφείλεται στη βαρύτητα (9,81 m/s²)
* ρ_p είναι η πυκνότητα του σωματιδίου (kg/m³)
* ρ_f είναι η πυκνότητα του υγρού (kg/m³)
* r είναι η ακτίνα του σωματιδίου (m)
* η είναι το δυναμικό ιξώδες του υγρού (pa · s)
Το ειδικό βαρύτητα (SG) σχετίζεται με την πυκνότητα σωματιδίων (ρ_Ρ) με την ακόλουθη εξίσωση:
`` `
SG =ρ_p / ρ_w
`` `
Οπου:
* ρ_w είναι η πυκνότητα του νερού (1000 kg/m³)
Επομένως, γνωρίζοντας το ειδικό βάρος των στερεών σωματιδίων, μπορείτε να υπολογίσετε την πυκνότητα των σωματιδίων και να το χρησιμοποιήσετε στο νόμο του Stokes για να εκτιμήσετε την ταχύτητα καθίζησης.
Σημαντική σημείωση: Ο νόμος του Stokes ισχύει μόνο για σφαιρικά σωματίδια και για χαμηλούς αριθμούς Reynolds (Re <1). Για μη σφαιρικά σωματίδια ή υψηλούς αριθμούς Reynolds, απαιτούνται πιο πολύπλοκα μοντέλα για τον υπολογισμό της ταχύτητας καθίζησης.
