بررسی تجربی برخورد ذره کروی آب‌گریز با سطح مشترک هوا - آب

Abstract

فیلم‌فلوتاسیون یک روش برای جداسازی ذرات معدنی آب‌گریز از ذرات آب‌ دوست است. در این مقاله به منظور شبیه‌سازی این روش، برخورد ذرات آب‌گریز کروی با سطح مشترک هوا – آب، مورد آزمایش قرار گرفت. هدف پژوهش حاضر، بدست آوردن سرعت بحرانی برخورد است که ذره آب‌ گریز در آن روی سطح مایع شناور می‌ماند طوریکه در سرعت های بالاتر از سرعت بحرانی به طور کامل در مایع نفوذ می‌کند. برای پیش‌بینی سرعت بحرانی، یک مدل ریاضی بر اساس موازنه انرژی ارائه شده است. ذرات از جنس تفلون در اندازه‌های 3 – 5 میلی‌متر مورد استفاده قرار گرفتند. از آب مقطر با چگالی kg/m3 71/1000 به عنوان سیال آزمایش استفاده شد. با استفاده از یک دوربین پرسرعت 4500 فرم در ثانیه، سرعت برخورد ذره، سرعت و مکانیزم نفوذ و سرعت خط تماس سه فازی برای اولین بار بدست آمد. مدل ریاضی توسعه داده شده با مشاهدات آزمایش هم‌خوانی خوبی دارد.