Розподіл навчальних годин з дисципліни «Поверхневі явища» icon

Розподіл навчальних годин з дисципліни «Поверхневі явища»




НазваРозподіл навчальних годин з дисципліни «Поверхневі явища»
Сторінка4/5
Дата13.11.2012
Розмір0.68 Mb.
ТипДокументи
1   2   3   4   5

Задача 1. Розрахуйте середньоквадратичний зсув частинок AlCl3 з радіусом 10-7 м за 1 секунду при Т=300 К в водному середовищі, якщо вязкість води – 10-3

^

Розвязання. Середньоквадратичний зсув частинок дисперсної фази розрахуємо за рівнянням (2.6)

===

Задача 2. Визначте коефіцієнт дифузії та час осідання у воді частинок Al2O3 при Т = 293 К, якщо радіус частинок дорівнює 10-9 м, висота осідання – 0,1 м, густина частинок Al2O3 – 3,9103 кг/м3, води – 103 кг/м3, а вязкість води – 10-3 Па.с. Зробіть оцінку седиментаційної стійкості дисперсної системи.


Розвязання. Коефіцієнт дифузії розрахуємо за рівнянням (2.8)

D =

Час осідання частинок Al2O3 визначимо з рівняння (2.15)

Швидкість осідання частинок Al2O3 розрахуємо за формулою (2.12)



Тоді

Оскільки час осідання частинок дуже великий, то система кінетично стійка.

Задача 3. Визначте радіус частинок глухівської глини, що осідають з висоти 10 см за 30 хвилин, якщо вязкість дисперсійного середовища дорівнює 10-3Па.с, а густина – 103 кг/м3. Густина частинок глини становить 2,72103 кг/м3.

Розвязання. Радіус частинок глини розрахуємо за рівнянням (2.13)



де η - вязкість середовища, Пас; ρ0 – густина середовища, кг/м3; ρ – густина дисперсної фази, кг/м3; g – прискорення вільного падіння дорівнює 9,8 м/с2; u – швидкість осідання частинок, яку можна визначити за рівнянням (2.15)



Тоді радіус частинок глухівської глини дорівнюватиме

r ==

Задача 4. Визначте висоту, на якій концентрація гідрозолю Al2O3 зменшиться у 2 рази при 300 К, якщо радіус частинок Al2O3 дорівнює 5.10-7 см, густина частинок складає 3,9103 кг/м3, а середовища – 1103 кг/м3.

Розвязання. Відповідно до рівняння (2.11) h =.

Обєм частинок сферичної форми розрахуємо за формулою

 = 4/3π.r3 = 4/33,14.(5.10-9)3 = 5,23 .10-25 м3.


Тоді

h =

Задача 5. Побудуйте седиментаційну криву, розрахуйте та побудуйте на її основі інтегральну і диференціальну криві розподілу часток Al2O3 у воді за наступними даними: висота осідання Н = 0,08 м; вязкість води η = 1.10-3 Пас; густина води ρ0 = 1,0103 кг/м3; густина Al2O3

Розвязання. На основі дослідних даних (табл.2.1) будуємо седиментаційну криву, що представляє собою залежність маси речовини, яка осіла, від часу осідання {m=f(τ)}. Крива седиментації має вигляд (рис.2.3).

У полідисперсних системах частинки різних радіусів осідають одночасно, але з різною швидкістю.

За допомогою седиментаційної кривої будують інтегральну криву розподілу частинок Al2O3 у дисперсійному середовищі. Інтегральна крива – це залежність відносної маси речовини (у відсотках від загального вмісту дисперсної фази в системі), що осіла на момент часу τ, від еквівалентного радіуса частинок, mτ,% = f(r). Для її будови в точках кривої седиментації, які відповідають різним значенням часу, будують дотичні. Вони відсікають на осі ординат відрізки, котрі показують значення маси речовини mτ, що випала на цей момент часу в осад: m1 – за час τ1; m2 – за час τ2; ... mmax – за час τmax. mmax – максимальна маса седиментаційного осаду за весь час осідання. Відрізок ординати від початку координат до першої дотичної, відповідає масі найбільш великої фракції. Останній відрізок між останньою дотичною і горизонтальною прямою показує масу самої дрібної фракції.

На осі ординат відкладають відносну масу осаду mτ ,%, що осіла на момент часу τ, яку розраховують за формулою

.





На осі абсцис відкладають значення еквівалентних радіусів, які розраховують за рівнянням (2.16)

,

де Н – висота осідання частинок за час τ, с; k – стала, яка дорівнює



Таблиця 2.1

Дані для побудови кривих седиментаційного аналізу



m, кг

τ, хв.

mτ, кг

mt, %

r.105, м

, кг

, кг/м

rсер..105, м

1

8

0,5

0,5

1,5

2,06

1,4

7

0,5

2

11

1

1

3

1,44

2,8

14

0,7

3

18

2

1,7

5

1,04

2,1

10,5

0,9

4

21

4

3

9

0,72

1,3

6,5

1,1

5

26

6

3,4

10

0,56

0,8

4

1,3

6

29

8

3,7

10,9

0,52

0,6

3

1,5

7

34

12

4

11,7

0,40

0,6

3

1,7

8

34

16










0,5

2,5

1,9



Рис. 2.3. Седиментаційна крива полідисперсної системи


= .

Визначивши значення k, розрахуємо еквівалентні радіуси за рівнянням (2.16)

=,

=... .

Загальний вигляд інтегральної кривої для полідисперсної системи зображений на рис. 2.4.



Рис. 2.4. Інтегральна крива розподілу частинок за радіусом

Інтегральна крива дозволяє визначити вміст фракцій у відсотках.

Диференціальна крива – це залежність від середнього радіуса частинок. Для її будови вісь абсцис інтегральної кривої розбивають на рівні інтервали радіусів (8 – 10 точок). Потім будують ординати до перетину інтегральної кривої. Отримані точки зносять на вісь ординат і знаходять значення , як різницю між двома сусідніми ординатами. Розраховують значення які відкладають на осі ординат.



...

На осі абсцис відкладають значення середнього радіуса, який розраховують за формулою

Диференціальна крива має вигляд (рис. 2.5).

Максимум на диференціальній кривій показує радіуси частинок, яких в системі найбільше.





r1 r2 rсер.

Рис. 2.5. Диференціальна крива розподілу частинок


Задачі для контрольних робіт

1. Середньоквадратичний зсув частинок гідрозолю SiO2 за 3 с дорівнює 8 мкм. Визначте радіус частинки, якщо вязкість дисперсійного середовища становить 110-3 Пас при 293 К.

2. Визначте коефіцієнт дифузії та середньоквадратичний зсув частинок гідрозолю за 10 с, якщо радіус частинки дорівнює 50 нм, температура 300 К, а вязкість середовища становить 110-3 Пас.

3. Частинки бентоніту радіусом у 6 мкм осідають у водному середовищі, вязкість якого дорівнює 2.10-3 Па.с, а густина – 1,1∙103 кг/м3. Густина бентоніту становить 2,1∙103 кг/м3. Температура 283 К. Визначте час осідання частинок на відстань 0,1 м.

4. Середньоквадратичний зсув частинок гідрозолю дорівнює 10 мкм при температурі 298 К. Визначте час, за який відбувається зсув частинки радіусом 610-8 м у середовищі, вязкість якого становить 1,110-3 Па.с.

5. Визначте радіус частинок BaSO4, якщо вони осідають у водному середовищі за 1350 с на відстань 0,226 м. Густина BaSO4 та води відповідно дорівнюють 4,5 і 1,0 г/см3. Вязкість води – 110-3 Пас.

6. Для гідрозолю Al2O3 розрахуйте висоту, на якій концентрація частинок зменшиться у 2,7 рази. Частинки мають сферичну форму з радіусом 10-9м; 0,5.10-8 м; 10-7 м. Густина Al2O3 дорівнює 3,9103 кг/м3, води – 1103 кг/м3, температура 293 К.

7. Коефіцієнт дифузії колоїдних частинок золота у воді при 298 К дорівнює 2,710-6 м2/доб. Визначте радіус частинок гідрозолю золота, якщо вязкість води – 110-3 Пас.

8. Визначте висоту, на якій після встановлення дифузійно-седиментаційної рівноваги концентрація частинок гідрозолю SiO2 зменшиться у 2 рази. Частинки золю мають сферичну форму з радіусом ; 0,1 нм; 0,01 нм. Густина SiO2 дорівнює 2,7 г/см3, а води – 1,0 г/см3, температура 298 К.

9. Розрахуйте час, за який сферичні частинки скла у воді осідають на відстань в 1 см, якщо радіус частинок дорівнює 0,1 мкм; 1 мкм; 10 мкм. Густина дисперсної фази і дисперсійного середовища відповідно дорівнюють 2,4 та 1,0 г/см3. Вязкість середовища – 110-3 Пас.

10. Розрахуйте середньоквадратичний зсув колоїдних частинок Fe(OH)3 при 293 К за 4 с та коефіцієнт дифузії, якщо радіус дорівнює 210-8м, вязкість води – 110-3 Пас.

11. Визначте висоту над поверхнею Землі, на якій кількість частинок аерозолю вугільного диму зменшиться у 2 рази, якщо радіус частинок сферичної форми дорівнює 410-8 м, їх густина – 1,2103 кг/м3. Температура 300К. Густиною повітря можна знехтувати.

12. Розрахуйте концентрацію частинок диму на висоті 1 м, якщо на вихідному рівні їх концентрація була 1,510-3 кг/м3. Частинки диму сферичної форми мають радіус 10-8 м, їх густина – 1,2103 кг/м3. Температура становить 290 К. Густиною повітря можна знехтувати.

13. Розрахуйте середньоквадратичний зсув сферичних частинок Al2O3 у воді за 10 с та швидкість їх седиментації при температурі 293 К, якщо густина Al2O3 дорівнює 3,9103 кг/м3, води –1103 кг/м3, вязкість води – 110-3 Пас. Порівняйте седиментаційну стійкість дисперсних систем, частинки яких мають радіус 10-6 і 10-9 м.

14. Визначте радіус частинок SiO2, якщо час їх осідання на відстань в 1см складає 30 с; 60 хв; 100 год. Густина SiO2 дорівнює 2,7 г/см3, води – 1,1г/см3. Вязкість води – 1,510-3 Пас.

15. Визначте та порівняйте швидкості осідання у повітрі з висоти 10м частинок аерозолю NH4Cl, які мають радіус 10-6; 10-7; 10-8 м. Вязкість повітря дорівнює 1,810-5 Пас. Густина частинок NH4Cl становить 1,5103 кг/м3. Густиною повітря можна знехтувати. Температура 293 К.

16. Побудуйте седиментаційну криву, розрахуйте та побудуйте інтегральну і диференціальну криві розподілу частинок воронежської глини у воді, використовуючи графічний метод обробки кривої седиментації, за наступними даними

τ, хв

0,5

1

2

4

6

8

12

16

20

24

m, мг

8

11

18

21

26

29

34

38

40

40

Висота осідання Н = 0,09 м; густина глини ρ = 2,72103 кг/м3; густина води ρ0 = 1103 кг/м3; вязкість η = 110-3 Па.с.

17. Побудуйте седиментаційну криву, розрахуйте та побудуйте інтегральну і диференціальну криві розподілу частинок часовярської глини у водному розчині оцтової кислоти, використовуючи графічний метод обробки кривої седиментації, за наступними даними

τ, хв

0,5

1

2

3

5

7

9

12

15

m, мг

8

12

15

18

25

30

33

35

35

Висота осідання Н = 0,093 м; густина глини ρ = 2,76103 кг/м3; густина дисперсійного середовища ρ0 = 1,1103 кг/м3; вязкість η = 110-3 Пас.

18. Побудуйте седиментаційну криву, розрахуйте та побудуйте інтегральну і диференціальну криві розподілу частинок суспензії глухівської глини у воді, використовуючи графічний метод обробки кривої седиментації, за наступними даними

τ, хв

1

2

3

5

10

15

20

25

30

35

m, мг

6,5

12

17,5

25

37

44

47,5

49

50

50

Висота осідання Н = 0,12 м; густина глини ρ = 2,74103 кг/м3; густина дисперсійного середовища ρ0 = 1103 кг/м3; вязкість η = 110-3 Пас.

19. Побудуйте седиментаційну криву, розрахуйте та побудуйте інтегральну і диференціальну криві розподілу частинок Al2O3 у метанолі, використовуючи графічний метод обробки кривої седиментації, за наступними даними

τ, хв

2

3

5

10

20

30

50

80

120

150

m, мг

19

31

46

57

65

69

74

78

80

80

Висота осідання Н = 0,08 м; густина дисперсної фази ρ=3,9103 кг/м3; густина дисперсійного середовища ρ0=0,79103 кг/м3; вязкість - .

20. Побудуйте седиментаційну криву, розрахуйте та побудуйте інтегральну і диференціальну криві розподілу частинок тальку у воді, використовуючи графічний метод обробки кривої седиментації, за наступними даними

τ, хв

15

30

60

120

240

360

480

600

m, мг

3

6

8

9

12

13

13,5

13,5

Висота осідання Н = 0,1 м; густина тальку ρ = 2,74103 кг/м3; густина дисперсійного середовища ρ0 = 1103 кг/м3; вязкість η = 110-3 Пас.

21. Побудуйте седиментаційну криву, розрахуйте та побудуйте інтегральну і диференціальну криві розподілу частинок глини у воді, використовуючи графічний метод обробки кривої седиментації, за наступними даними

τ, хв

0,25

0,5

1

2

4

8

12

16

24

28

m, мг

2

7

11

14

22

37

45

48

50

50

Висота осідання Н = 0,1 м; густина глини ρ = 2,73103 кг/м3; густина води ρ0 = 1103 кг/м3; вязкість η = 110-3 Пас.

22. Побудуйте седиментаційну криву, розрахуйте та побудуйте інтегральну і диференціальну криві розподілу частинок SiO2 у воді, використовуючи графічний метод обробки кривої седиментації, за наступними даними

τ, хв

1

2

3

5

10

14

16

20

23

m, мг

2,5

7,5

11

15

20

22

23

25

25

Висота осідання Н = 0,09 м; густина SiO2 ρ = 2,8103 кг/м3; густина води ρ0 = 1103 кг/м3; вязкість η = 110-3 Пас.

23. Розрахуйте та побудуйте інтегральну і диференціальну криві розподілу частинок SiO2 у воді за наступними експериментальними даними, які отримали в результаті графічної обробки седиментаційної кривої (τ – час осідання частинок для точки седиментаційної кривої, до якої проведена дотична)

Висота осідання Н = 0,1 м; густина SiO2 ρ = 2,8.103 кг/м3; густина води ρ0 = 1103 кг/м3; вязкість η = 110-3 Пас.

τ, хв

120

360

600

960

1200

1500

1800

m, мг

22,9

25,2

73,0

86,5

92,3

98,0

100,0

24. Розрахуйте та побудуйте інтегральну і диференціальну криві розподілу частинок SiO2 у воді за наступними експериментальними даними, які отримали в результаті графічної обробки кривої седиментації (τ – час осідання частинок для точки седиментаційної кривої, до якої проведена дотична)

τ, хв

1

2

5

7

9

15

20

30

40

m, мг

27

29

46

52

58

65

79

84

88

Висота осідання Н = 0,08 м; густина SiO2 ρ = 2,8103 кг/м3; густина води ρ0 = 1103 кг/м3; вязкість η = 110-3 Пас.

25. Побудуйте седиментаційну криву, розрахуйте та побудуйте інтегральну і диференціальну криві розподілу частинок каоліну у воді, використовуючи графічний метод обробки кривої седиментації, за наступними даними

τ, хв

1

2

3

5

10

15

20

25

30

35

m, мг

8

14

18

22

30

37

44

46

48

48

Висота осідання Н = 0,8 м; густина каоліну ρ = 2,3103 кг/м3; густина води ρ0 = 1103 кг/м3; вязкість η = 110-3 Пас.

26. Розрахуйте коефіцієнт дифузії та середньоквадратичний зсув частинок аерозолю з радіусом 2.10-8 м за 10 с при температурі 298 К. Вязкість повітря η = 1,810-5 Пас.

27. Визначте швидкість осідання крапель водяного туману, які мають радіуси 10-4 м і 10-6 м. Вязкість повітря дорівнює 1,810-5 Пас. Величиною густини повітря можна знехтувати. Густина води 1103 кг/м3.

28. Розрахуйте швидкість осідання частинок суспензії каоліну у воді при 288 К. Радіус частинок дорівнює 210-6 м, густина каоліну – 2,2103кг/м3, а води – 1103 кг/м3. Вязкість води η = 1,1410-3 Пас.

29. Визначте час осідання у воді частинок піску, що мають радіуси 10-5 і 10-8 м, з висоти 0,1 м за наступних умов: Т = 273 К; густина піску ; густина води ρ0 = 1103 кг/м3; вязкість води η = 110-3 Пас.

30. Визначте коефіцієнт дифузії та середньоквадратичний зсув частинок ZnO з радіусом 210-6 м за 5 с. Вязкість повітря дорівнює 1,710-5Пас. Т = 283 К.
1   2   3   4   5

Схожі:

Розподіл навчальних годин з дисципліни «Поверхневі явища» iconРозподіл навчальних годин з дисципліни «Поверхневі явища»
Рівняння Ленгмюра. Адсорбція на межі поділу газ – рідина. Поверхневий натяг, його зв'язок з адсорбцією. Рівняння Гіббса, Шишковського....
Розподіл навчальних годин з дисципліни «Поверхневі явища» iconРозподіл навчальних годин дисципліни «Металургія чавуну та сталі»
Розподіл навчальних годин дисципліни «Металургія чавуну та сталі» за напрямом 050402 ливарне виробництво
Розподіл навчальних годин з дисципліни «Поверхневі явища» iconРозподіл навчальних годин дисципліни «Технологія металургійного виробництва» за напрямом 050702- електромеханіка

Розподіл навчальних годин з дисципліни «Поверхневі явища» iconРозподіл навчальних годин дисципліни «Технологія металургійного виробництва» за напрямом 050702- електромеханіка

Розподіл навчальних годин з дисципліни «Поверхневі явища» iconРозподіл навчальних годин дисципліни «Металургія чавуну та сталі» за напрямом 050402 ливарне виробництво

Розподіл навчальних годин з дисципліни «Поверхневі явища» iconМетодичні вказівки до виконання лабораторного практикуму з дисципліни "Поверхневі явища І дисперсні системи" для студентів напряму
Вступ
Розподіл навчальних годин з дисципліни «Поверхневі явища» iconМодуль Поверхневі явища. Дисперсні системи. Високомолекулярні речовини та їх розчини Донецьк 2011
Модуль Поверхневі явища. Дисперсні системи. Високомолекулярні речовини та їх розчини
Розподіл навчальних годин з дисципліни «Поверхневі явища» icon1 вступ 4 2 розподіл навчальних годин з дисципліни «історія менеджменту» 5 3 зміст дисципліни 5
Навчальна програма розроблена для студентів денної та заочної форми навчання та поєднує в собі робочу програму курсу, завдання та...
Розподіл навчальних годин з дисципліни «Поверхневі явища» iconОрієнтовний розподіл навчальних годин на вивчення розділів програми

Розподіл навчальних годин з дисципліни «Поверхневі явища» icon1 розподіл навчальних годин з дисципліни ”маркетинг”
Метою викладання дисципліни «Маркетинг» є формування у майбутніх менеджерів сучасної системи поглядів та спеціальних знань у галузі...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи