Центрифуги. 7.1 Классификация и обозначение промышленных центрифуг.

7.1 Классификация и обозначение промышленных центрифуг.

Центрифугированием называется разделение неоднородных систем под действием центробежных сил. Процессы центрифугирования осуществляются в машинах, называемых центрифугами.

К характерным признакам центрифуг как технологического оборудования можно отнести: принцип разделения, технологическое назначение, характер протекания процесса.

К конструктивным особенностям центрифуг относятся: основной конструктивный признак(расположение вала, устройство и расположение его опор), способ выгрузки осадка, исполнение центрифуги по степени герметизации и взрывозащищенности.

По принципу разделения центрифуги подразделяют на фильтрующие (Ф), осадительные (О) и комбинированные (К).

Фильтрующие центрифуги имеют барабаны с перфорированной стенкой изнутри обычно покрытой фильтровальной тканью. Они предназначены для разделения суспензий, когда требуется глубокое обезвоживание и высокая степень промывки осадка, а также для центробежного отжима не текучих материалов.

Осадительные центрифуги имеют барабан со сплошной (неперфорированной) стенкой. Они предназначены в основном для разделения плохо фильтруемых суспензий, эмульсий, а также для разделения суспензий по крупности частиц твердой фазы.

Комбинированные центрифуги сочетают в себе два или более принципов разделения, например осаждение с последующим фильтрованием.

По характеру протекания процесса центрифуги делятся на машины периодического и непрерывного действия. В центрифугах периодического действия различные операции центрифугирования – загрузка, разделение, выгрузка – происходят последовательно и периодически (циклично). В центрифугах непрерывного действия – одновременно и непрерывно.

По конструктивному признаку центрифуги различают: горизонтальные (Г). вертикальные (В), подвесные с верхним приводом (П), маятниковые (М); по способу выгрузки осадка: ручная через борт (Б), ручная через днище (Д), саморазгружающаяся – гравитационная (С), ножевая (Н), шнековая (Ш), вибрационная (В).

Обозначение типа центрифуги согласно ОСТ 26-01-132Б-75состоит из буквенной индексации, отражающей используемый принцип разделения, основные конструктивные особенности и способ выгрузки осадка. Цифры, следующие за буквенным обозначение, характеризуют диаметр барабана и конструктивную модификацию типа центрифуги.

ОГШ – 35 – 3К – 2

осадительная диаметр порядковый

вала в см номер модели

горизонтальная исполнение

(1¸ 9)

шнековая

выгрузка осадка материал деталей,

соприкасающихся

с продуктами

Исполнение центрифуги:

1 – негерметизированное, не взрывозащищенное;

2 – негерметизированное с взрывозащищенными электрооборудованием;

3 – герметизированное, взрывозащищенное;

4 – герметизированное для работы под давлением;

5 – с обогревом или охлаждением, негерметизированное;

6 – с обогревом и взрывозащищенным электрооборудованием;

7 – капсулированное;

9 – специальное.

Материал основных деталей:

У – углеродистая конструкционная сталь;

Л – легированная;

К – коррозионная;

Т – титан и его сплавы;

П – пластмассовые покрытия;

Г – гуммированные покрытия.

По степени совершенства конструкции центрифуги могут быть расположены в следующем порядке: со шнековой выгрузкой осадка, поршневой, саморазгружающийся, ножевой и ручной выгрузкой осадка.

Одним из основных критериев оценки эффективности работы центрифуг является фактор разделения:

, (7.1)

где

- угловая скорость барабана;

R – средний радиус ротора (барабана).

Фактор разделения (критерий Фруда)характеризует степень интенсификации процесса в центрифуге по сравнению с аналогичным процессом в гравитационном поле, т.е. показывает во сколько раз ускорение (напряженности) центробежного поля w²·R превышает ускорение свободного падения g.

Для суждения о способности центрифуг к разделению неоднородных жидких систем используют также параметр S (сигма), называемый индексом производительности центрифуги.

Параметр S численно равен величине поверхности отстойника, производительность которого равна производительности данной центрифуги.

, (7.2)

где F – площадь цилиндрической поверхности осаждения.

Главными факторами, определяющими выбор центрифуги являются:

1) Для суспензий: степень дисперсности твердой фазы; эффективная плотность твердых частиц, т.е. разность плотностей твердой и жидкой фаз r_ЭФ = r_Т - r_Ж, концентрация частиц и вязкой жидкой фазы. Чем больше r_ЭФ, тем эффективней производительность осадительной центрифуги, для центробежной практически не влияет.

2) Для эмульсий: стойкость эмульсии, обусловленная степенью раздробленности капель одной жидкости в другой; вязкость дисперсионной среды; соотношение плотностей фаз r_ж1 / r_ж2.

3) Необходимо учитывать коррозионные свойства, токсичность, огне- и взрывоопасность, коэффициент трения осадка и другие.

По фактору разделения различают центрифуги:

тихоходные Ф_Р < 1000;

нормальные 1000< Ф_Р < 3500;

скоростные или сверхцентрифуги Ф_Р > 3500.

7.2. Конструкция и принцип работы центрифуг периодического действия.