Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Физические основы разделения суспензий в фильтрующих центрифугах






Процесс центробежного фильтрования сложнее, чем фильтрование под влиянием силы тяжести или под давлением. В данном случае поверхность фильтрования и движущая сила процесса возрастают с увеличением радиуса слоя осадка. Существенно может измениться и удельное сопротивление осадка в зависимости от толщины слоя. Выбор центрифуг подачи всегда производится на основании предварительных лабораторных опытов.

Когда образовавшийся в центрифуге осадок затоплен жидкостью, скорость протекания через него фильтрата примерно соответствует величинам, найденным при фильтровании под соответствующим давлением.

В случае несжимаемых или почти несжимаемых осадков скорость фильтрования может быть вычислена по уравнению:

3/с],

где Q - объемная скорость вытекающей жидкости, м3/с; w - угловая скорость вращения, рад/с; rж - удельная масса жидкости, кг/м3; r 1 и r 2 - радиус поверхности жидкости и внутренний радиус ротора, м; m - вязкость жидкости, кг/(м·с); a - удельное сопротивление осадка, м/кг; m т - масса твердого осадка в роторе, кг; S ср лог и S ср ар - среднелогарифмическое и среднеарифметическое значения площади осадка, м2; R ср - удельное сопротивление фильтра, м-1; S ср - площадь фильтра, м2.

Средние площади осадка определяются из уравнений:

,

S cp.ар. = (r 2 - r i) ph,

где h - высота осадка; r i - радиус внутренней поверхности осадка, м.

Определить заранее необходимую продолжительность центрифугирования и конечную влажность осадка в роторе центрифуги несколько сложнее, чем предсказать скорость фильтрования. Время фильтрации может колебаться от 10 ÷ 20 с до 5 ÷ 15 мин.

Влажность осадка после центрифугирования значительно меньше, чем после прессования или вакуумфильтрования, даже если в последних двух случаях осадок продут воздухом. После центрифугирования остается 40 ÷ 60 % от количества жидкости, содержащейся в осадке после фильтрования. Остается жидкость, которая удерживается исключительно капиллярными и молекулярными силами. При повышении скорости вращения ротора в некоторых случаях остаточная влажность снижается очень незначительно, а в других - на очень значительную величину.

Максимальное значение коэффициента разделения Кр ограничивается тем, что напряжение давления жидкости на стенки ротора центрифуги возрастает быстрее, чем величина центробежной силы:

P = 1, 36·10-3 n 2 r ж (D p2 - D вн2), [кг.с / см2],

где P - давление жидкости на стенки ротора; n - число оборотов ротора в минуту; rж - плотность жидкости; D р - диаметр ротора, см; D вн - внутренний диаметр слоя жидкости, см.

Величина напряжений пропорциональна D 2, а центробежная сила mw 2D /2 только диаметру в первой степени.

Поэтому трудно выработать конструкционный материал, который выдержал бы возрастающее давление жидкости.

 

Контрольные вопросы

 

1. В каких аппаратах при сгущении материала используется центробежная сила?

2. Почему скорость осаждения частицы под действием центробежной силы не достигает предельного значения?

3. Какая величина при центробежном обезвоживании выполняет роль ускорения свободного падения и какие выводы можно из данного факта сделать?

4. Что понимают под фактором разделения при центробежном обезвоживании?

5. Напишите закон Ньютона, которым определяется сила сопротивления при движении частиц в жидкости?

6. При центробежном фильтровании довольно часто наблюдается увеличением числа Re. Как это явление сказывается на эффективности работы центрифуги и почему?

7. При каком процессе (центрифугирование или отстаивание) наблюдается наиболее полное обезвоживание материала и почему?

8. На каком расстоянии от центра ротора центрифуги находится жидкость при центрифугировании?

9. Почему величину фактора разделения необходимо относить к среднему диаметру (D-h)?

10. Как определить граничный диаметр частиц уходящих в слив при центрифугировании?







© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.