Трубчатый пинч-эффект

Трубчатый пинч-эффект — явление в механике жидкости , которое имеет важное значение в мембранной технологии . Этот эффект описывает тенденцию взвешенных частиц, протекающих по трубе, достигать равновесного распределения, причем область наибольшей концентрации частиц находится между центральной осью и стенкой трубы.

Марк Портер первым предположил, что пинч-эффект ответственен за возврат разделенных частиц через мембрану в основной поток. Впервые этот эффект был продемонстрирован в 1956 г. Ж. Серже и А. Зильбербергом. Они работали с разбавленными суспензиями сферических частиц в трубопроводах. Пока частица текла по трубопроводу, она, казалось, мигрировала от оси трубы и ее стенки и достигала равновесия в радиально-эксцентричном положении.

Если:

$v_{p}$	радиальная составляющая скорости частицы
$d_{T}$	диаметр трубки
$d_{p}$	диаметр частиц
$r^{*}$	радиус баланса
$w^{*}$	средняя скорость потока
$Re$	Число Рейнольдса
$r$	радиус

тогда пинч-эффект подчиняется соотношению:

v_{\text{p}}=0.17\cdot w^{*}\cdot Re\cdot {\left({\frac {d_{\text{p}}}{d_{\text{T}}}}\right)}^{2.84}\cdot {\frac {2r}{d_{\text{T}}}}\cdot \left(1-{\frac {r}{r^{*}}}\right)

Этот эффект важен при перекрестной фильтрации и особенно при диализе . Это особенно важно для частиц диаметром 5 мкм и для частиц, которые подчиняются условиям ламинарного потока , и замедляет процесс образования фильтрационной корки , что продлевает срок службы и фильтрация остается постоянно высокой.

Ссылки

Мунир Черьян Справочник по ультрафильтрации B. Behr's Verlag GmbH&Co ISBN 3-925673-87-3 (1990)
Лексикон Мейерса онлайн 2.0
Зигфрид Риппергер, Методы расчета перекрестноточной фильтрации , химическая инженерия, (1993), с. 533-540 два : 10.1002/cite.330650506
Ж. Сегре, А. Зильберберг, «Поведение макроскопических твердых сфер в течении Пуазейля». Часть 1. Определение локальной концентрации путем статистического анализа прохождения частиц через скрещенные лучи света , Цифровой архив журнала механики жидкости, (1962) с. 115-135
Ж. Сегре, А. Зильберберг Поведение макроскопических твердых сфер в течении Пуазейля. Часть 2. Экспериментальные результаты и интерпретация , Цифровой архив журнала механики жидкости, (1962) стр. 136-157