Вакуумное фильтрование (оборудование и принадлежности)

Fisher

Местный
Регистрация
2 Апр 2017
Сообщения
264
Реакции
765
Для фильтрования под вакуумом в большинстве случаев используют водоструйный насос (он же - "водоструйка"). Принцип действия водоструйного насоса основан на законе Бернулли . Если жидкость (или газ) движется по трубе, закон Паскаля уже не выполняется. Движение жидкости приводит к уменьшению давления внутри трубы, причем падение давления тем больше, чем выше скорость потока.

Нетрудно догадаться, что если расход жидкости поддерживать постоянным, а сечение трубы уменьшать, то (линейная) скорость жидкости в трубе будет все возрастать, а давление внутри трубы - все больше уменьшаться. В результате можно достигнуть такой скорости, что давление в трубке будет ниже атмосферного.

Если такая трубка имеет боковой отвод (или что гораздо удобнее - кольцевой зазор) - в нее будет засасывать воздух из атмосферы. Воздух, который попал в трубку, унесет потоком воды, а тем временем в трубку будет засасывать все новые и новые порции атмосферного воздуха.
pic_242.png

Другими словами, такое устройство будет работать как вакуумный насос, засасывая воздух (а также другие газы или жидкости). Чем больше напор воды - тем более сильный вакуум удается достичь (при одном и том же диаметре трубки). Однако тут есть ограничение: вакуум водоструйного насоса лимитирован давлением насыщенных паров воды, подаваемой в насос: т.е., чем вода холоднее, тем более глубокого вакуума можно достичь.

Водоструйные насосы широко распространены в химических лабораториях. Они не имеют движущихся частей (за исключением воды), не требуют расходных материалов (например, масла) и просты в эксплуатации. Стеклянные водоструйные насосы дают хороший вакуум, но имеют большой недостаток - они часто бьются, поэтому химики ценят металлические водоструйные насосы - бронзовые или из нержавеющей стали. Пластмассовые насосы не столь надежны.

С другой стороны, именно в случае стеклянных водоструек можно наглядно наблюдать их устройство и работу. Насосы из остальных материалов непрозрачны.

Для фильтрования под вакуумом водоструйный насос обычно подсоединяют к колбе Бунзена, в которую вставлена воронка Бюхнера или воронка (фильтр) Шотта. Воронка Бюхнера представляет собой керамическую воронку с отверстиями, на которые помещают бумажный фильтр. Фильтр Шотта представляет собой стеклянную воронку, в которую впаяна перегородка из пористого стекла.

Воронки Бюхнера и фильтры Шотта бывают самых разнообразных размеров. На фотографиях показана довольно большая воронка Бюхнера и мелкие фильтры Шотта. Фильтры Шотта кроме размера также отличаются пористостью.

Через самые крупнопористые фильтры вода свободно прокапывает без всякого вакуума (а под вакуумом - быстро течет). В случае же мелкопористых фильтров вода капает медленно даже под хорошим вакуумом (скорость фильтрования также зависит от площади фильтра, вязкости фильтруемой жидкости и от способности твердых частиц забивать поры фильтра). В случае же воронки Бюхнера скорость фильтрования определяется площадью и плотностью бумажного фильтра, который помещают в воронку.
water_jet_pump-1.jpg

Водоструйный насос советского производства
water_jet_pump-2.jpg

На фотографиях видно два вставленных друг в друга капилляра, в зазор между которыми засасывает воздух
water_jet_pump-3.jpg


water_jet_pump-5.jpg

Водоструйный насос с подключенными резиновыми трубками (верхнюю надежно прикрепляют к крану, боковую надевают на отвод колбы Бунзена)
water_jet_pump-6.jpg

Водоструйный насос фирмы Bomex и отечественный водоструйный насос
water_jet_pump-13.jpg

Фильтры Шотта

water_jet_pump-18.jpg

Воронка Бюхнера (и трехлитровая банка)
water_jet_pump-20.jpg

vakuum-4.gif

Установка для вакуумного фильтрования
Обычно такая установка состоит из водоструйного насоса (в разговорной речи - "водоструйка") (1), колбы Бунзена (2), к которой подсоединена воронка Бюхнера (3) или фильтр (воронка) Шотта. Иногда между водоструйным насосом (который создает вакуум) и колбой Бунзена устанавливают предохранительную склянку. Это позволяет избежать засасывания воды в колбу, которое может произойти, если во время работы установки прекратится подача воды на водоструйный насос.
У Вас недостаточно прав для просмотра ссылки. Войдите или зарегистрируйтесь.


vacuum-1.jpg
 
Назад
Сверху