Материальное обеспечение работы

1. Торсионные весы.

2. Мерный цилиндр на 1 дм³.

3. Измерительная линейка.

4. Секундомер или часы.

5. Проба исследуемой воды – 1 дм³.

Рис.1. Схема прибора для изучения кинетики осаждения взвешенных веществ:

1 – тренога; 2 – опорные винты; 3 – опора; 4 – закрепительный рычаг стрелки весов (арретир); 5 – указатель равновесия; 6 – рычаг натяжения; 7 – шкала; 8 – указатель массы; 9 – коромысло; 10 – крюк; 11 – футляр; 12 – тарировочная головка; 13 – уровень; 14 – чашка; 15 – мерный цилиндр; 16 – шелковая (капроновая) нить.

Порядок выполнения работы

1. Налить в мерный цилиндр 0.5 – 1 л дистиллированной воды и определить массу чашки весов в воде (m₀ = ... мг).

2. Замерить высоту столба воды над чашкой весов Н = … мм.

3. Слить дистиллированную воду, тщательно перемешать пробу исследуемой воды и налить в мерный цилиндр. Измерить мутность исходной воды Mисх=… мг/л и температуруt⁰= …⁰C.

4. Опустить в цилиндр чашку весов на глубину не менее 20-25 см таким образом, чтобы она не касалась стенок.

5. Включить секундомер и записывать показания весов через 0, 1, 3, 5, 10, 15, 20, 30 мин (m’₁,m’₂, … ,m’_n).

6. Вычислить массу осадка по всем измерениям

m_i= m’_i – m₀.

7. Рассчитать процент выпавшей взвеси для каждого замера

Pi = ( m_i / m_k) 100, %,

где m_k- масса осадка на чашечке в последнем замере.

8. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу:

Данные для построения кривой осаждения

Показатель	Значение показателя через
	1 мин	3 мин	5 мин	10 мин	15 мин	20 мин	30 мин	45 мин
Показания весов m’i, мг
Масса осадка mi, мг								mk
Процент выпав-шей взвеси Pi,% *
Скорость осаждения U, мм/с

9. Построить кривую осаждения в координатах m-t (масса осадка – время), затем перевести шкалу tв шкалуU(скорости осажденияU=H/t, мм/с) и нанести эту шкалу ниже оси времени. На шкалеUнанести значения 2; 1; 0.5; 0.25; 0.1; 0.05; 0.025 мм/с.

Примечание: В методике допущено упрощение – не учитывается выталкивающая сила,

действующая на частицы взвеси в воде.

Лабораторная работа №7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЗВЕСИ ПО ОПЫТНОЙ КРИВОЙ ОСАЖДЕНИЯ

Цель работы – научить рассчитывать фракционный состав взвеси по гидравлической крупности, максимальную и наиболее вероятную гидравлическую крупность частиц взвеси в пробе воды.

Теоретические основы работы

Седиментационная кривая может быть построена также в координатах P–t, гдеP– процент выпавшей взвеси к моменту времениt.

Касательная, проведенная к кривой осаждения в любой точке с абсциссой t_i, отсекает на оси P отрезок P_i. ВеличинаP_iсоответствует процентному содержанию в смеси частиц с гидравлической крупностьюU_0i>H/t_i, гдеH– глубина слоя воды (в момент времениt_iвыпадут все частицы с гидравлической крупностью, большей, чемH/t_i). Проведя ряд касательных в различных точках кривой, получим фракционный состав взвеси (частиц с гидравлической крупностьюH/t_i > U_0i > H/t_i+1 содержится P_i+1 – P_i, %).

Максимальная гидравлическая крупность частиц взвеси определяется по формуле U_0max=H/t₀, гдеt₀– абсцисса точки расхождения кривой и касательной к ней в точке начала координат (см. рис. 2).

По данным фракционного состава строится интегральная кривая распределения частиц взвеси по гидравлической крупности (рис. 3) в координатах P–U₀. построение графика начинается с самых мелких частиц, т.е. с точки (H/t_n, 100 –P_n) и так далее нарастающим итогом: ордината последней точки должна быть 100%.

Ось U₀графикаP=f(U₀) разбивается на одинаковые отрезки и для каждого интервалаU_0iопределяется соответствующее значениеP_i. В заключение строится дифференциальная кривая распределения частиц взвеси по крупности (рис. 4) в координатахP–U₀. По максимуму дифференциальной кривой определяется наиболее вероятная гидравлическая крупность частицU_0н.в.

Рис. 2

Рис.3 Рис.4