Modelowanie procesu konsolidacji osiadającego sedymentu

• Autorzy: Kowalski S. , Sikorski M.

Warianty tytułu

EN

Modelling of a one-dimensional sedimentation in suspensions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opracowano matematyczny model opisujący proces konsolidacji z wykorzystaniem pojęcia ciśnienia efektywnego dla fazy stałej i prędkości filtracji dla płynu. Profil gęstości osadu wyznaczono numerycznie i zweryfikowano doświadczalnie z wykorzystaniem metody ultradźwiękowej. Przedstawioną teorię oraz metodę doświadczalną zilustrowano na przykładzie zawiesiny torfu w wodzie. Stwierdzono dobrą zgodność wyników badań eksperymentalnych z przewidywaniami teoretycznymi.

EN

The constitutive equations describing the consolidation process are given, in which the notions of the filter velocity for solvent and the effective pressure for solid fraction are involved. The density profile of the deposit is determined numerically and verified experimentally with the help of ultrasonic method. The suspension used in experimental studies was prepared from water and peat. One states a good agreement of the theoretical prediction and the experimental data.

Słowa kluczowe

PL

ciśnienie efektywne; filtracja; modelowanie matematyczne; proces osiadania; sedymentacja

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Inżynieria Chemiczna i Procesowa
• Rocznik: 2003
• Tom: T. 24, z. 3
• Strony: 487--507
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz.

Twórcy

autor

Kowalski S.

• Politechnika Poznańska, Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej pl. Marii Skłodowskiej-Curie, 60-965 Poznań

autor

Sikorski M.

• Politechnika Poznańska, Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej pl. Marii Skłodowskiej-Curie, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] Ahuja A.S., Effect of particle viscosity of propagation of sound in suspensions and emulsions, J. Acous. Soc. Am., 1972, 51, 182.
• [2] Auzerais F.M., Jackson R., Russel W.B., The resolution of shocks and effects of compressible sediments in transient setting, J. Fluid Mech., 1988, 195, 437.
• [3] Bandrowski J., Merta H., Ziolo J., Sedymentacja zawiesin. Zasady i projektowanie, 2001, Wyd. Politechniki Slaskiej, Gliwice.
• [4] BergstrOm L., Rheology of concentration suspensions, [in] L. Bergstrom, R.J. Pugh (Eds), Surface and colloid chemistry in advanced ceramics processing, 1994, Marcel Dekker, New York.
• [5] BOrGer R., Concha F., Mathematical model and numerical simulation of the setting of flocculated suspensions, Int. J. Multiphase Flow, 1998, 24, 1005.
• [6] Buscall R., McGowan I.J., Mills P.D.A., Stewart R.F., Sutton D., White L.R., Yates G.E., The rheology of strongly-flocculated suspensions, J. Non-Newt. Fluid Mech., 1987, 24, 183.
• [7] Bustos M., Concha F., Burger R., Tory E. M., Sedimentation and thickening, Kluwer Academic Publishers, 1999.
• [8] Buttersack Ch., Two-zone model for solid-liquid separation by filtration and expression, Chem. Eng. Sci., 1994,49 (8), 1145.
• [9] Eiken J., Consolidation of flocculated suspension, Alfa-Laval Separation Report, 1993, 1.
• [10] Gurtin M.E., Oliver M.L., Williams W.O., On balance of forces in mixtures, Quart. Appl. Math., 1973, Jan., 527.
• [11] Harker A.H., Temple J.A.G., Velocity and attenuation of ultrasound in suspensions of particles in fluids, J. Phys. D. Appl. Phys., 1987, 21, 1576.
• [12] Kowalski S.J., Sikorski M., Wyznaczanie stezenia zawiesin metodq ultradzwiqkow, Inz. Chem. Proc, 2002, 23, 255.
• [13] Kowalski S.J., Sikorski M., Effect of structural viscosity on propagation of ultrasonic waves indiluted suspensions. Arch. Acoust., 2003, 28 (1), 29.
• [14] Lade P.V., de Boer R., The concept of effective stress for soil, concrete and rock, Geotech., 1997, 47(1), 61.
• [15] Landman K.A., SirakoffC, White L.R., Dewatering of flocculated suspensions by pressure fil­tration, Phys. Fluids A, 1991, 3 (6), 1495.
• [16] Landman K.A., Stankovich J.M., White L.R., Measurement of the filtration diffusivity D(
• [17] Lewandowski J., Ultrasonic waves in some biological suspensions and emulsions, Arch. Acoust., 1992, 17 (1), 89.
• [18] MoeckelG.P., Thermodynamics of an interface, Arch. Rat. Mech. Anal., 1974, 57 (3), 255.
• [19] Nott P.R., Brady J.F., Pressure driven flow of suspensions: simulations and theory, J. Fluid Mech., 1994, 275, 157.
• [20] Povey M. J. W., Ultrasonic techniques for fluids characterization. Academic Press, London, 1997.
• [21] Quisepe J., Concha F., Toledo P.G., Discrete sedimentation model for ideal suspensions, Chem. Eng. J., 2000, 80, 135.
• [22] Raniecki B., Eiken J., Thermodynamics of batch consolidation of suspensions, Series: Trends in Mechanics of Materials, 2002, Vol. 4, IPPT PAN, Warszawa.
• [23] Scheidegger A.E., 77ie physics of flow through porous media. University of Toronto Press, 1957.
• [24] Toorman E.A., Sedimentation and self-weight consolidation: general unifying theory, Geotech- niquel996, 46 (1), 103.
• [25] Wilmanski K., Zaiys termodynamiki osrodkow ciqgtych, Prace IPPT PAN, nr 6, 1975.