The present study was undertaken in order to understand the settling phenomena of calcium carbonate in vertical vessel and vessels with inclined planes. The settling rates, in the presence of inclined planes, were compared with the vertical settling rate. Trapezoid shaped vessel and parallelogram shaped vessel were employed as settling vessels with inclined planes.
The initial settling rate of calcium carbonate in the presence of inclined plane is larger than the vertical settling rate by a factor of 1 to 3 within the range of variables studied.
Settling rate in the geometry having inclined plane can be represented as a sum of the vertical settling rate and the rate due to the rising of the clear liquid along the inclined plane.
The model developed in this study is
$(V_i)_o = (V_v)_o + \frac{m·H_o/\sin \theta}{B+H_o \cot \theta}$ for trapezoid
where m, clear liquid flux, is a function of suspension concentration and inclined angle and is determined from experimental data as follow ;
$m=-0.0216\exp(-15.54C)\theta+3.5372\exp(-18.765 C)$
Present model gives a good agreement between the experimental data and calculated values.
Present model for parallelogram is
$(V_i)_o=(V_v)_o+\frac{m·H_o/\sin \theta}{B}$
But for the parallelogram, experimental values are a little lower than the predicted values because of the lower inclined plane.
본 연구에서는 calcium carbonate 의 현탁액을 통상적인 수직 침전조, 사다리꼴 모양의 침전조 그리고 평행사변형 모양의 침전조에서 침강실험을 하여 각 경우에 나타나는 현상을 연구하고 경사면이 있는 침전조에서의 침강속도가 수직침전조에서의 침강속도 보다 어느 정도 향상되는가를 보고 그에 대한 model 을 설정하였다.
사다리꼴형 침전조에서의 침강속도는 본 연구에서 행한 변수범위 내에서는 최고 3배까지 향상 되었다. 경사면이 있는 침전조에서의 침강속도는 수직침전조에서의 침강속도와, 경사면 아래서 빠른 속도로 상승하여 현탁액 상부의 깨끗한 부분과 합쳐지는 깨끗한 액의 흐름에 의한 속도의 합으로 표시되어 질 수 있다. 이로 부터 다음의 model 을 설정하였다.
사다리꼴형 침전조의 경우 : $(V_i)_o = (V_v)_o + \frac{m·H_o/\sin \theta}{B-H_o \cot \theta}$
평행사변형 침전조의 경우 : $(V_i)_o = (V_v)_o + \frac{m·H_o/\sin \theta}{B}$
여기서 m은 현탁액의 농도와 경사각도의 함수인데 실험 결과로 부터 다음과 같은 empirical equation 을 얻었다.
$m = -0.0216 \exp (-15.54C) \theta + 3.5372 \exp (-18.765C)$ 이 model에 의한 침강속도는 사다리꼴 침전조의 경우 실험치와 잘 부합되었고 평행사변형의 침전조의 경우에는 아래쪽 경사면의 영향으로 인하여 실험치가 model 에 의한 값 보다 작게 나타났다.
