Рассматриваемая стадия центробежного фильтрования является наиболее сложной для аналитического описания процесса, для сжимаемых осадков [1]. В данном случае переменными являются концентрация фаз и скорость потока. Рассмотрим одномерный поток жидкости в слое материала толщиной d, движущейся в радиальном направлении от оси вращения ротора. Для данного случая закон распределения концентрации влажности осадка во времени описывается вторым законом Фика [2]:
, (1)
где – скорость изменения концентрации жидкой фазы; a – коэффициент пропорциональности, определяемый экспериментальным путем, м2/с;
– вторая производная концентрации жидкой фазы в направлении движения жидкости по оси x.
Начальные условия:
при
;
. (2)
Граничные условия:
при ;
. (3)
Дифференциальное уравнение параболического типа совместно с начальными и граничными условиями однозначно формируют поставленную задачу.
Окончательное решение уравнения (1) позволяет получить распределение концентрации жидкой фазы по толщине материала при различных значениях t.
(4)
Для C2 = 10; a = 1,7·10–7м2/с; d = 0,25 м; в момент времени t = 10 с; при x = 0,025 м получаем значение С(0,025;10) = 20.
В стадии центробежного фильтрования, по данному распределению можно определить конечную концентрацию жидкой фазы и время, в течение которого достигается данная концентрация.