• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Центрифуги відстійного типу.

Як випливає з виразу (2.235), відцентрова сила лінійно залежить від сили тяжіння, що діє на тверду частинку, радіальної відстані її від осі обертання та має квадратичну залежність від числа обертів барабану.

Визначення відцентрової сили при центрифугуванні.

Класифікація центрифуг

Рівняння матеріального балансу за абсолютно сухим матеріалом.

Матеріальний баланс центрифуги

G₁*(1 – U₁)= G₂*(1 – U₂) (2.230)

де U₁ і U₂– масові частки вологи до і після центрифугування, (1 – U₁) і
(1 – U₂) – масові частки твердої фази у суспензії та осаді, G₁- маса суспензії, що надходить, G₂ – маса осаду після центрифугування. Звідси маса осаду:

G₂ = G₁*(1 – U₁)/(1 – U₂) (2.231)

Чим менше U₂, тим менше G₂. Тобто із збільшенням вологості осаду збільшується продуктивність центрифуги за осадом більш ніж у 2 рази

І Центрифуги за принципом дії центрифуги поділяються на:

· відстійні центрифуги.

· фільтруючі центрифуги,

II За періодичністю проведення процесу центрифугування:

· центрифуги періодичної дії,

· центрифуги безперервної дії,

· центрифуги напівперіодичної дії.

III За розташуванням барабану:

· горизонтальні центрифуги ,

· вертикальні центрифуги .

IV Центрифуги також розділяють за числом обертів барабану:

· нормальні центрифуги (фактор розділення Ф<3500),

· суперцентрифуги (фактор розділення Ф>3500).

V За способом розвантаження:

· центрифуги з верхнім вивантаженням матеріалу

· центрифуги з нижнім вивантаженням матеріалу

Величина відцентрової сили, що діє на тіло з масою m при радіусі обертання r , дорівнює

, (2.232)

де w– лінійна швидкість обертання. Виразимо лінійну швидкість обертання через число обертів n об/хв. та радіус обертання r:

(2.233)

Підставимо в рівняння відцентрової сили (2.232) у вираз (2.233):

(2.234)

Якщо прийняти, що π² ≈ g , тоді величина відцентрової сили розраховується, як:

(2.235)

Основною характеристикою розділяючої здатності центрифуг є фактор розділення. Фактор розділення – це відношення відцентрової сили до сили тяжіння:

(2.236)

Цей безрозмірний критерій показує у скільки разів відцентрова сила більше сили тяжіння і визначається радіусом барабану та квадратом числа обертів.

Поверхня рідини в барабані центрифуги

При надходженні неоднорідної рідкої суміші до барабану центрифуги внаслідок дії сил тертя рідина набуває обертового руху разом з барабаном і під дією відцентрової сили набуває форму параболоїда обертання. Нанесемо контур вільної поверхні рідини і виберемо довільну матеріальну точку Ана поверхні рідини. На цю точку діють: відцентрова С, і сила тяжіння G. Поверхня рідини знаходиться в стані рівноваги. Це означає, що рівнодіюча сил Rзавжди спрямована перпендикулярно до поверхні в будь-якій точці. Продовжимо лінію рівнодіючої сили до перетину з віссю Х в точці О. Продовжимо лінію дії відцентрової сили до перетину з віссю Х в точці Е. Отримаємо трикутник ОЕА. Відрізок АЕ характеризує собою цю криву, що обмежує вільну поверхню рідини. Відрізок ОЕ – це величина постійна для будь-якої точки на поверхні рідини. Це легко довести. Розглянемо два подібних трикутники.

Запишемо звідси рівність відношеннь катетів ОЕ/АО=G/C, звідси

OE=AО*G/C.

Відрізок АО – це поточний радіус точки АО – r. Виконаємо підстановку виразу (2.235), одержимо

(2.238)

Відрізок ОЕ, що характеризує цю криву, є постійною величиною, що визначає параболу. Рівняння параболи в загальному вигляді запишеться:

(2.239)

ОЕ - постійна величина. Підставимо замість р вираз для ОЕ (2.238):

(2.240)

Звідси знаходимо глибину воронки x:

(2.241)

Знайдемо граничну максимальну глибину воронки. Приймаємо y = R – радіус барабану, тоді:

(2.242)

Ця величина x характеризує величину воронки і залежить від квадрата числа обертів, тобто при невеликому числі обертів рідина почне виливатися з барабана і розділення відбуватися не буде. Тому для запобігання цьому барабани центрифуг споряджені закраїнами. При наявності закраїн рідина розташовується в центрифузі у вигляді циліндра рівномірної товщини,
рис. 2.104.

В центрифузі швидкість осадження твердих частинок визначається значеннями критеріїв Рейнольдса й Архімеда;

, (2.243)

тільки замість звичайного критерію Архімеда підставляємо критерій Архімеда, що враховує відцентрову силу. Який може виражатися як:

Ar_в = Ar×Ф_р

Але фактор розділення визначається через r, значення якого змінюється від r₁ до R, рис. 2.104.

Для визначення середнього значення швидкості осадження підставимо у фактор розділення середній радіус барабана:

(2.244)

де R –радіус барабана. Позначимо висоту барабана - H.

Тоді об’єм барабана центрифуги виразиться:

V_б = πR²H.

Дослідним шляхом встановлено, що об’єм суспензій, що завантажується у барабан , не перевищує 50% його об’єму. Тобто

(2.245)

З іншого боку об’єм завантаження дорівнює об’єму циліндру з радіусами R і r1 і висотою Н, рис. 2.104.

(2.246)

Прирівняємо праві частини (2.245) і (2.246)

, (2.247)

звідси: (2.248)

Отже, середній радіус шару рідини в барабані дорівнює:

Це значення середнього радіуса підставляється у фактор розділення.

Час осадження в центрифузі.

Швидкість осадження частинок - величина змінна і залежить від радіуса обертання частинок. Отже, в диференційній формі швидкість осідання , звідки час осадження

(2.250)

Один із способів визначення цього інтегралу є графічний. Задамося декількома значеннями радіуса в інтервалі від r₁ до R.

Для кожного значення радіуса визначимо відносне значення швидкості осадження W₀, побудуємо криву 1/W₀=f(r)

Тоді час осадження τ - це площа під кривою в межах від r₁ до R, рис. 2.105.

τ₀ = F*a, (2.251)

де а – масштаб діаграми.

Якщо режим осадження частинки ламінарний, то час осадження визначаємо прямим інтегруванням виразу (2.250).

Швидкість осадження при ламінарному русі в полі відцентрових сил, яку вивели для циклона:

, (2.252)

Виразимо лінійну швидкість руху частинок через кутову швидкість і радіус: W = wr, тоді рівняння (2.252) запишеться

, (2.253)

де d – діаметр твердої частинки;

r_т, r_р – густина твердої фази і рідини;

w – кутова швидкість в даній точці;

r – радіус обертання в даній точці;

m - коефіцієнт динамічної в’язкості рідини.

Підставимо рівняння (2.252) в рівняння (2.250) і винесемо постійні за знак інтеграла:

(2.254)

Звідси час осадження при ламінарному режимі дорівнює:

(2.255)

Читайте також:

1. Безреагентное центрифугирование .
2. Господарські товариства корпоративного і некорпоративного типу.
3. Загальна характеристика занять позаурочного типу. Особливості позакласної роботи з фізичного виховання
4. Органи управління сільськогосподарських підприємств колективного типу.
5. Органи управління сільськогосподарських підприємств корпоративного типу.
6. Право членства в сільськогосподарських підприємствах кооперативного типу. Правовий статус їх членів
7. Прийомна сім’я. Дитячий будинок сімейного типу.
8. Проблеми фондів відкритого типу.
9. Розрахунок відстойної центрифуги
10. Ціноутворення на ринках різного типу.
11. Частина ІІІ. ІНШІ ПРАВОВІ СИСТЕМИ ЄВРОПЕЙСЬКОГО І ПОЗАЄВРОПЕЙСЬКОГО ПРАВА АНГЛО-АМЕРИКАНСЬКОГО ТИПУ.

Переглядів: 1319