logo
КАСАТКИН

Процессы в отстойных центрифугах

В общем случае разделение суспензий в отстойных центрифуга'1' скла­дывается из стадий осаждения твердых частиц на стенках ротора и уплотнения образовавшегося осадка. Первая из этих стадий про­текает по законам гидродинамики, вторая — по закономерностям меха­ники грунтов (пористых сред).

При малой концентрации твердых частиц в исходной суспензии (при­близительно не более 4 объемн. %) наблюдается свободное осаждение их в роторе без образования четкой поверхности раздела между чистой жид­

Фугато.

71

рл |

с

Рис. У-27. Схема действия отстойной центрифуги.

Разделяющая способность отстойных центоифуг характеризуется и н- дексом производительности И, который является произ­ведением площади цилиндрической поверхности осаждения Б в роторе на фактор разделения Кр-

2 = (У.бб)

откуда

= *п

(У,67)

Учитывая, что фактор разделения выражает отношение скоростей от- стаивания частиц в отстойной центрифуге и отстойнике, в соответствии с равенством (У,67) величину 2 следует считать равной площади отстой- ника, эквивалентного по производительности для данной суспензии рас- сматриваемой центрифуге. Индекс производительности 2 отражает влия- ние всех конструктивных особенностей осадительной центрифуги, опреде- ляющих ее разделительную способность.

Рассмотрим выражение для индекса производительности примени- тельно к цилиндрическому ротору центрифуги, в котором находится слой жидкости. На рис. У-27 дана простейшая схема действия отстойной центри- фуги. На практике толщина слоя жидкости /г значительно меньше диаметра ротора Э, поэтому величину фактора разделения можно отнести к среднему диаметру (О—К). Тогда в соответствии с выражением (У,65)

к (Р-Ь)“*

Лр 1800

Площадь цилиндрической поверхности осаждения в роторе

Р = я (£> — Л) £

Отсюда

'(£> — А)» п2 1800

(УМ)

216

Гл. V. Разделение неоднородных систем

Если принять, что жидкость в роторе перемещается не по всему КОЛЬЦІ вому пространству, заи;імаеї omj сгоем, а только по тонкой внутренней зоне кольцевого пространства (поверхностный режим и то прибли­

женно '*оЖ!

" W и ' " r'r°L

/с — радиус свободное поверхности жидкости.

Ь это,.? случае

Г2П2

  1. =FKP = (V.69)

Приближенное значение 2 для конических роторов в случае поверх­ностного режима течения можно найти также из уравнения fV.69). Точное значение 2 для конических, а также цилиндро-конических роторов опре­деляется из более сложных зависимостей, в которых учитывается измене­ние фактора разделения по длине ротора.

Равенство (V,66j применимо при условии, если осаждение твердых ча- смщ суспензии происходит при ламинарном режиме. Вследствие бо/ьшого значения центробежной силы осаждение частиц в центрифугах может происходить в условиях переходного и турбулентного режимов. Индекс П|>ок.и'Плиі^.іьности выражается следующим образои

в переходном режиме

2 = FKp715 (V, 70)

в турбулентном режиме

2 = (V.71)

Как видно из равенств (V,70) и (V,71), в этих случаях площадь отстой­ника, эквивалентно!и по производительности рассматриваемой центри­фуге, возрастает не пропорционально фактору разделения, а менее интен­сивно.

Производительность осадительных центрифуг в действительности ока­зывается пониженной по сравнению с производитель»^". іью, вычисленной на основе рассчитанной скорости осаждения твердых частиц в центробеж­ном поле. Уменьшение производительности объясняется, в частности, сле­дующими причинами: отставанием скорости врашения жидкости от скоро­сти вращения ротора, приводящим к уменьшению центробежной си.’.ы, действующей на частицу; неравномерностью течения жидкости вдоль р.- тора і’ увлечением осадившихся частиц с его стенок; образованием вихре­вых зон, взмучивающих частицы. В связи с этим вводят понятие о к о эф - фициенте эффективности отстойной центрифуги

U—| (V.72)

где Од и QT — действительная и рассчитанная производительности центрифуги, м'чсек.

Значение коэффициента £ц для отстойных центрифуг разных конструк­ции различно и находится опытным путем. Пользуясь соотношением (V,72), определяют действительную производительность центрифуги.

  1. Yandex.RTB R-A-252273-3
    Yandex.RTB R-A-252273-4