Основные закономерности осаждения в центробежном поле

Рассмотрим простой проточный сепаратор с одним ходом жидкости через барабан (Рис.2.56). Если жидкость в кольцевом пространстве движется вверх со скоростью W1, то твердые частицы одновременно перемещаются и в радиальном направлении под действием центробежной силы С со скоростью Wц. Поскольку величина центробежной силы увеличивается, по мере удаления от оси вращения, скорость Wц является величиной переменной и зависит от положения частицы в кольцевом пространстве барабана. Каждая частица должна успеть достигнуть стенки барабана прежде, чем она будет вынесена из него потоком жидкости. Следовательно, скорость протекания жидкости через барабан w1 должна быть такой, чтобы самые мелкие частицы успели пройти через всю толщу жидкости R-R0= S .

Рассмотрим движение частицы, диаметр которой лежит в пределах применения закона Стокса (ламинарный режим). Такая частица тонет в жидкости под действием силы тяжести со скоростью

, м/сек.

Центробежная сила больше силы тяжести в w2r/g раз. Где r-текущий радиус. Значит во столько же раз больше будет скорость передвижения частицы под ее действием

. (2-95)

Подставляя в выражение (2-95) вместо скорости первую производную от пути по времени:

.

Разделяя переменные и интегрируя в пределах от R0 до R, получаем время осаждения частицы на стенку ротора:

, сек. (2-96)

Это время t должно быть меньше времени прохождения частицы через барабан t1 или в пределе равно ему t≤t1, где:

, сек. (2-97)

Отсюда находим максимально допустимую скорость прохождения частицы через барабан:

, м/сек. (2-98)

Тогда пропускная способность сепаратора будет:

V=p(R2-Ro2)×w1×3600, м3/час. (2-99)

Выражения (2-96) и (2-99) являются приближенными, т.к. не учитывают уменьшения сечения барабана и увеличения скорости жидкости вследствие отложения осадка, в результате чего частица проходит путь, меньший расчетного.

Для турбулентного и переходного режимов:

. (2-100)

Отстойная центрифуга (рис. 2.57 а) состоит из сплошного барабана 1, в который с помощью трубы 2 подводится суспензия.


В заключение заметим, что действительная производительность отстойных центрифуг ниже расчетной. Это объясняется отставанием скорости вращения жидкости от скорости вращения ротора, из-за эффекта проскальзывания; неравномерностью течения жидкости вдоль ротора и увлечением части осадившихся частиц с его стенок; образованием вихревых зон, взмучивающих частицы.


0773330020501536.html
0773426326342596.html
    PR.RU™