При расчете сгустителей основываются на скорости осаждения самых мелких частиц суспензии, подлежащих отделению, а при расчете классификаторов - на скорости осаждения тех частиц, которые должны быть преимущественно отделены на данной стадии.
Будем считать, что время (продолжительность) прохождения потока через аппарат (t) равно времени осаждения частиц, наиболее удаленных от дна (toс). (Если допустить, что t>tос то часть отстойника окажется ненужной; если же t<tос , то не все частицы осядут.)
Рассмотрим простейший отстойник, имеющий форму параллелепипеда. Время t можно представить как
(10)
где l - длина отстойника; wп - скорость потока.
Скорость потока можно найти, разделив объемный расход очищенной жидкости Qоч на площадь поперечного сечения потока, равную произведению ширины отстойника b на высоту слоя осветленной жидкости h:
(11, 12)
где F- поверхность осаждения.
Время (продолжительность) осаждения частиц, наиболее удаленных от дна, составит
(13)
Приравнивая (12) и (13), получим
(14)
Аналогичное выражение получается и для отстойников цилиндрической формы, если найти время t путем интегрирования с учетом изменения поперечного сечения потока при его радиальном течении от центра.
Выражение (14) показывает, что производительность отстойника не зависит в явном виде от его высоты. Поэтому при проектировании отстойников их высоту следует принимать возможно меньшей, но такой, чтобы поперечное сечение потока было достаточным для обеспечения ламинарного режима течения.
С учетом того, что (Qоч = Gоч/rоч (где rоч - плотность очищенной жидкости), и используя уравнение (3), представим выражение (14) в виде, удобном для расчета:
(15)
При выводе этого уравнения не учитывали ряд обстоятельств, ухудшающих процесс отстаивания в реальных промышленных аппаратах: возможность вихреобразования в области ввода суспензии, наличие застойных зон и ряд других. Поэтому при инженерных расчетах рекомендуется увеличить значение поверхности, полученное по уравнению (15), на 30-35%.