অবক্ষেপণের গতি

অবক্ষেপন গতি সেই হারকে বোঝায় যে হারে একটি সাসপেনশন বা স্লারির কণাগুলি মাধ্যাকর্ষণ বা কেন্দ্রাতিগ শক্তির প্রভাবে স্থির হয়। যখন কণাগুলি তরল মাধ্যমে স্থগিত করা হয়, তখন সেন্ট্রিফিউজের মতো মেশিনে প্রয়োগ করা মাধ্যাকর্ষণ বা কেন্দ্রাতিগ শক্তির কারণে তারা স্থির হওয়ার প্রবণতা প্রদর্শন করে। যে হারে এটি ঘটে, যা অবক্ষেপণের গতি নামে পরিচিত, কণার আকার, ঘনত্ব, আকৃতি এবং তরলের সান্দ্রতা সহ বিভিন্ন কারণের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়।

অবক্ষেপণের গতিকে প্রভাবিতকারী উপাদান

কণার আকার এবং আকৃতি

বৃহত্তর এবং ঘন কণাগুলি সাধারণত তাদের উপর কাজ করে বর্ধিত মহাকর্ষীয় শক্তির কারণে দ্রুত স্থায়ী হয়। কণার আকৃতিও একটি ভূমিকা পালন করে। গোলাকার কণাগুলি অনিয়মিত আকৃতির তুলনায় আরও দ্রুত স্থির হয়ে যায়। এর কারণ হল গোলাকার কণাগুলি অ-গোলাকার তুলনায় কম টানা প্রতিরোধের সম্মুখীন হয়, যা তরলের মাধ্যমে দ্রুত চলাচল করতে সক্ষম করে।

তরল সান্দ্রতা

উচ্চতর সান্দ্রতা তরল কণার চলাচলে আরও প্রতিরোধের সৃষ্টি করে, অবক্ষেপণের গতি হ্রাস করে। শিল্প প্রক্রিয়ায়, সঠিক সান্দ্রতা নির্বাচন করা হল বিচ্ছেদ প্রক্রিয়াকে অপ্টিমাইজ করার এবং কাঙ্খিত অবক্ষেপণের হার অর্জনের চাবিকাঠি।

তাপমাত্রা

তরলের তাপমাত্রা তরলের সান্দ্রতা এবং কণার স্থির আচরণ উভয়কেই প্রভাবিত করতে পারে। উচ্চ তাপমাত্রা সাধারণত সান্দ্রতা হ্রাস করে, যার ফলে অবক্ষেপণের গতি বৃদ্ধি পায়।

কেন্দ্রাতিগ বাহিনী

সেন্ট্রিফিউগেশনে, অবক্ষেপণের গতি বাড়ানোর জন্য একটি শক্তিশালী বাহ্যিক বল প্রয়োগ করা হয়। সেন্ট্রিফিউজের গতি, মহাকর্ষীয় ক্ষেত্র (G-ফোর্স), এবং ঘূর্ণনের ব্যাসার্ধ সবই প্রভাবিত করে যে কত দ্রুত কণাগুলি একটি কেন্দ্রাতিগ বিভাজকের মধ্যে বসতি স্থাপন করে। এই পরামিতিগুলিকে হেরফের করে, অবক্ষেপণের হার উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করা যেতে পারে, সেন্ট্রিফিউগেশনকে দ্রুত পৃথকীকরণের জন্য একটি শক্তিশালী পদ্ধতিতে পরিণত করে।

বিচ্ছেদ প্রক্রিয়ায় অবক্ষেপণের গতি

অবক্ষেপণ প্রাচীনতম এবং সহজবোধ্য পৃথকীকরণ কৌশলগুলির মধ্যে একটি। এটি কঠিন কণা এবং তরল পর্যায়ের ঘনত্বের পার্থক্যের উপর নির্ভর করে। এই পার্থক্যের কারণে কণাগুলি নীচের দিকে সরে যায় এবং একটি পাত্রের নীচে স্থির হয়, যখন তরল স্তর উপরে থাকে। যে গতিতে এটি ঘটে তা বিচ্ছেদের জন্য প্রয়োজনীয় দক্ষতা এবং সময়কে সরাসরি প্রভাবিত করে।

শিল্প পৃথকীকরণে, বর্ধিত অবক্ষেপণের গতি দ্রুত প্রক্রিয়াকরণ এবং আরও দক্ষ পৃথকীকরণের জন্য অনুমতি দেয়। বর্জ্য জল চিকিত্সার মতো প্রক্রিয়াগুলিতে, যেখানে প্রচুর পরিমাণে স্লাজ অপসারণ করা প্রয়োজন, একটি উচ্চ অবক্ষেপন গতি নিশ্চিত করে যে দূষকগুলি অল্প সময়ের মধ্যে কার্যকরভাবে জল থেকে আলাদা করা যায়।

সেন্ট্রিফিউগেশন হল একটি সাধারণ প্রক্রিয়া যা খাদ্য উৎপাদন এবং ফার্মাসিউটিক্যালসের মতো শিল্পে ব্যবহৃত হয়, যেখানে উচ্চ-গতির ঘূর্ণন শক্তির প্রয়োগ নাটকীয়ভাবে অবক্ষেপণের গতি বাড়ায়। কেন্দ্রাতিগ বিভাজকগুলির ব্যবহার বিচ্ছেদ প্রক্রিয়াগুলিকে ত্বরান্বিত করতে পারে যা অন্যথায় সাধারণ মহাকর্ষীয় পরিস্থিতিতে অনেক বেশি সময় নেয়।

অবক্ষেপণে কণার উপর ক্রিয়াশীল শক্তি

অবক্ষেপণের সময় বেশ কয়েকটি শক্তি কণার উপর কাজ করে, তারা কত দ্রুত স্থির হয় তা নির্ধারণ করে:

মহাকর্ষীয় বল (ওজন): পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণ শক্তির কারণে কণাকে নীচের দিকে টেনে নিয়ে যাওয়া বল, তার ভরের সমানুপাতিক।

প্রফুল্ল বল: তরল দ্বারা প্রয়োগ করা ঊর্ধ্বমুখী বল যা মহাকর্ষের বিরোধিতা করে। আর্কিমিডিসের নীতি অনুসারে, এই বল স্থানচ্যুত তরলের ওজনের সমান।

ড্র্যাগ ফোর্স (প্রতিরোধ): কণাটি তরলের মধ্য দিয়ে চলার সময় যে প্রতিরোধের অভিজ্ঞতা লাভ করে। এই বলটি কণার আকার, আকৃতি এবং তরলের সান্দ্রতার উপর নির্ভরশীল। স্টোকস আইন সাধারণত ছোট কণার জন্য ড্র্যাগ ফোর্স বর্ণনা করতে ব্যবহৃত হয়।

এই শক্তিগুলির মধ্যে ভারসাম্য অবক্ষেপণের গতি নির্ধারণ করে। যখন মহাকর্ষীয় বল প্রফুল্ল বল এবং ড্র্যাগ ফোর্সের সমান হয়, তখন কণাটি তার টার্মিনাল বেগ বা অবক্ষেপণের গতিতে পৌঁছায়।

অবক্ষেপণ গতির গণনা

অবক্ষেপণের গতি, বা টার্মিনাল বেগ, একটি সান্দ্র তরলে ছোট গোলাকার কণার জন্য স্টোকসের আইন ব্যবহার করে গণনা করা যেতে পারে:

কোথায়:
v হল অবক্ষেপণ বেগ (মি/সেকেন্ডে),
r হল কণার ব্যাসার্ধ (মিটারে),
ρ কণা হল কণার ঘনত্ব (কেজি/মি³ এ),
ρfluid হল তরলের ঘনত্ব (kg/m³ এ),
η হল তরলের গতিশীল সান্দ্রতা (পাসে),
g হল অভিকর্ষের কারণে ত্বরণ (9.81 m/s²)।

এই সমীকরণটি ধীর গতিতে চলমান ছোট, গোলাকার কণার ক্ষেত্রে প্রযোজ্য (নিম্ন রেনল্ডস সংখ্যা)। অ-গোলাকার কণা বা উচ্চ বেগের জন্য, আরও জটিল মডেলের প্রয়োজন হয়।

সম্পদ
Rausch, W. (2016)। রাসায়নিক এবং ফার্মাসিউটিক্যাল শিল্পে কণা বিচ্ছেদ প্রযুক্তি। স্প্রিংগার ইন্টারন্যাশনাল পাবলিশিং।
Flottweg SE. (n.d.)। অবক্ষেপন গতি - ওভারভিউ এবং গণনা। Flottweg বিচ্ছেদ প্রযুক্তি উইকি থেকে সংগৃহীত
Lowenberg, A. (2009)। সেন্ট্রিফিউগেশনের মৌলিক বিষয়: পার্ট 2 – অবক্ষেপণ। স্প্রিংগার-ভারলাগ বার্লিন হাইডেলবার্গ।
কুনো, এইচ. (2001)। তরল পদার্থে কণা আন্দোলনের তত্ত্বের ভূমিকা। এমআইটি প্রেস।