4.3 Определение поверхностного натяжения различных фракций агрегатов молотого мергеля
Для расчета значений эффективности процесса дезагрегации согласно выражению (2.139), необходимо определить значение поверхностного натяжения σна границе «агрегат - окружающая среда».
Как известно, в качестве окружающей среды при сепарации выступает технологический воздух, поэтому возникла необходимость в определении поверхностного натяжения между агрегатом и воздухом σ. Примем близким к нулю значение краевого угла смачивания [32], тогда значение поверхностного натяжения σ можно определить согласно выражению (4.1).
- поверхностное натяжение на границе жидкость - агрегат;
- поверхностное натяжение на границе жидкость - газообразная среда.
Чтобы определить высоту подъема столба жидкости по материалу различных фракций и рассчитать поверхностное натяжение ^к_т на границе агрегат - жидкость, по приведенным выражениям (3.1) - (3.3), был выполнен эксперимент, описанный в работе [43].
Полученные результаты экспериментов для определения поверхностного натяжения на границе жидкость - порошкообразный материал приведены в таблице 4. 1.
Таблица 4.1
Результаты эксперимента для определения поверхностного натяжения
| Размер фракции, мкм | Высота подъема столба жидкости, м | Капиллярное давление, Па | Поверхностное натяжение, -10-3Дж/м2 |
| +80.-125 | 0,400 | 3916 | 39,17 |
| +125.-200 | 0,360 | 3525 | 52,87 |
| +200.-315 | 0,255 | 2497 | 62,42 |
| +315.-630 | 0,186 | 1821 | 81,96 |
Для полученных значений различных фракций была построена
графическая зависимость (рисунок 4.6), которая позволяет оценить, как изменяется поверхностное натяжение на границе жидкость - агрегат в зависимости от размера фракции.
Рисунок 4.6 График зависимости поверхностного натяжения от фракции материала
Данная зависимость показывает, что поверхностное натяжение возрастает при увеличении размера фракции исследуемых агрегатов [83].
Величина второго слагаемого выражения (4.15) σ5κ_rдля воды на границе с воздухом является известным значением и при температуре 293 K составляет 73-10-3Дж/м2[32].
Таким образом поверхностное натяжение для фракции +80 мкм.-125 мкм составляет 112-10-3Дж/м2. Для фракции +125 мкм...-200 мкм поверхностное натяжение составило 126-10-3Дж/м2, для +200 мкм...-315 мкм уже 135-10-3Дж/м2, а для фракции +315 мкм...-630 мкм достигло 155-10-3Дж/м2.