Impact of Compression on Bed Porosity in Gravitational Filtration Process

• Autorzy: Piekarski Jacek

Warianty tytułu

PL

Wpływ kompresji na porowatość złoża w procesie filtracji grawitacyjnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Gravitational filtration process velocity is directly proportional to the pressure difference occurring on both sides of the filtrating layer and inversely proportional to the resistance that the medium meets during its flow through filtering layer pores. Velocity of filtration increases at a smaller rate than the pressure difference increase because in the case of the pressure difference increasing, filtrating layer porosity decreases and resistance increases. Therefore, correct selection of the porous layer has impact on the filtration device efficiency and filtrate parameters, so, it should stop suspended solids and generate insignificant hydraulic resistance to the filtrate stream. Often an assumption is made in practical analyses that granular porous beds do not get compressed during filtration process. However, due to action of various factors, thickness of the filtrating layer reduces resulting in increase of compression and bed total resistance. Bed porosity and filtration, as well as permeability coefficients values, decrease. Change of bed porosity value can be determined through mathematical approach depending on, among other things, bed compression change as gravitational filtration process distorting factor.

PL

Szybkość procesu filtracji grawitacyjnej jest wprost proporcjonalna do różnicy ciśnień powstającej po obu stronach warstwy filtrującej i odwrotnie proporcjonalna do oporu jaki napotyka medium w trakcie przepływu przez pory warstwy filtrującej. Szybkość filtracji wzrasta wolniej niż zwiększa się różnica ciśnień, ponieważ w przypadku zwiększania różnicy ciśnień maleje porowatość warstwy filtrującej i wzrasta opór. Od prawidłowego doboru warstwy porowatej zależy wydajność urządzenia filtracyjnego oraz parametry filtratu, dlatego powinna ona zatrzymywać cząstki stałe z zawiesiny oraz generować nieznaczny opór hydrauliczny strumieniowi filtratu. Często w analizach praktycznych zakłada się, że ziarniste złoża porowate w trakcie procesu filtracji nie ulegają kompresji. Jednak na skutek działania różnych czynników zmniejsza się grubość warstwy filtrującej, czego efektem jest wzrost kompresji oraz oporu ogólnego złoża. Zmniejsza się porowatość złoża oraz wartości współczynników filtracji i przepuszczalności. W ujęciu matematycznym zmianę wartości porowatości złoża można wyrazić między innymi w zależności od zmiany kompresji złoża jako czynnika zniekształcającego proces filtracji grawitacyjnej.

Słowa kluczowe

EN

gravitational filtration; bed porosity; bed compression; mathematical modelling

PL

filtracja grawitacyjna; porowatość złoża; kompresja złoża; modelowanie matematyczne

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2019
• Tom: Tom 21, cz. 2
• Strony: 1579--1588
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Piekarski Jacek

• Koszalin University of Technology, Poland

Bibliografia

• 1. Ciborowski, J. (1973): Inżynieria procesowa, WNT, Warszawa.
• 2. Domski, J., Głodkowska, W. (2017): Selected Mechanical Properties Analysis of Fibrous Composites Made on the Basis of Fine Waste Aggregate. Rocznik Ochrona Srodowiska, 19, 81-85.
• 3. Głodkowska, W., Ziarkiewicz, M. (2018): Cracking behavior of steel fiber reinforced waste sand concrete beams in flexure – Experimental investigation and theoretical analysis. Engineering Structures, 176, 1-10.
• 4. Głodkowska, W. (2018): Waste Sand Fiber Composite – Models of Description of Properties and Application. Rocznik Ochrona Srodowiska, 20(3).
• 5. Piecuch, T. (2007): Technika Wodno-Mułowa - Urządzenia i procesy. Wydawnictwo Politechniki Koszalińskiej.
• 6. Piekarski, J. (2009): Numeric modelling of filtration and sorption process. Wydawnictwo Politechniki Koszalińskiej.
• 7. Piekarski, J. (2009): Analysis of Selected Parameters of Colmatation in the Process of Gravitational Filtration. Rocznik Ochrona Srodowiska,, 11, 421-437.
• 8. Piekarski, J. (2009): Colmatation blockage during gravitational filtration process of coal suspension on sand bed. Mineral Resources Management, 25(3), 121-133.
• 9. Rup, K. (2006): Procesy przenoszenia zanieczyszczeń w środowisku naturalnym. WNT, Warszawa.
• 10. Żużikow, W. A. (1985): Filtracja. Teoria i praktyka rozdzielania zawiesin. WNT, Warszawa.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).