ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Измайлова, В. В. Консетов. Теоретическое определение расходных характеристик гидроциклонов из "Гидродинамические и тепломассообменные процессы в химической аппаратуре Труды №2" В последнее время в химической, нефтяной и других отраслях промышленности для осветления и сгущения различных суспензий широко применяются гидроциклоны — высокоэффективные непрерывно действующие аппараты. [c.5] Для расчета гидроциклонов и выбора оптимальных режимов их работы необходимо выявить степень влияния конструктивных и технологических факторов на расход жидкости через гидроциклон и распределение расхода между верхним и нижним отверстиями. [c.5] В литературе имеются данные по определению расхода жидкости через гидроциклоны различных размеров, однако применение этих зависимостей для практических расчетов затруднено из-за большого разнообразия формул, полученных в несопоставимых условиях. [c.5] В настоящей работе приводится приближенное теоретическое решение этого вопроса с использованием уравнения Бернулли и экспериментально установленного закона изменения тангенциальной скорости вдоль радиуса циклона. [c.5] Расход жидкости через гидроциклон определяется перепадом давления и соотношением тангенциальной и осевой скорости потока в циклоне. [c.5] Опытное значение п 0,5 0,8 [2, 6]. Для идеальной жидкости п = . Из уравнения (1) следует, что при п 0 и R О тангенциальная скорость стремится к бесконечности. [c.5] Так как физически это невозможно, то в центре циклона образуется газовый столб (воздушный или из паров рабочей жидкости), вращающийся по закону, близкому к закону вращения твердого тела (рис. 1). [c.6] По теоретическим расчетам и экспериментальным данным распределение тангенциальных скоростей в циклоне имеет вид, представленный на рис. 1. [c.6] Следовательно, для определения расхода через гидроциклон нужно определить среднюю осевую скорость жидкости при выходе из верхнего и нижнего отверстий и степень заполнения ф и ф выходных отверстий. [c.6] В уравнении (6) неизвестны поправка на трение и статический напор. [c.7] Поправка на трение. Для определения величин, входящих в П1 - 4, 3, Не, рассмотрим движение жидкости в циклоне. [c.7] Элементарная струя жидкости шириной, пропорциональной диаметру входного отверстия входит в циклон и делает несколько оборотов по винтовой линии вдоль стенки циклона, прежде чем достигнет выходного отверстия. [c.7] Число оборотов жидкости в циклоне зависит в основном от угла при вершине циклона и может быть ориентировочно определено из опытных данных [3], представленных на рис. 2. [c.8] Для угла конуса а = 10 - -50° поправка на трение Пу Ь -1,4. Из рис. 3 следует, что погрешность в определении Пх, обусловленная рядом допущений, мало влияет на конечный результат и допускает приближенное определение величины п . [c.8] Масса кольцевого элемента жидкости составит с1т = — dRF. [c.9] Из уравнения (14) следует, что осевая скорость в нижнем отверстии (аналогично в верхнем отверстии) зависит от х, п, размеров воздушного столба и изменяется по радиусу. [c.10] В случае идеальной жидкости при 1=1 и = 1 осевая скорость не зависит от радиуса. [c.10] В формулах для определения коэффициента расхода ц. , ц есть одна неизвестная величина — степень заполнения выходного отверстия или ф . [c.11] Подставляя найденное из выражения (19) значение ф в формулу для коэффициента расхода можно подсчитать его в зависимости от геометрической характеристики. [c.12] Полученные данные о существенном влиянии закона движения жидкости на расходные характеристики гидроциклонов объясняют некоторые опытные факты. Во всех случаях, когда благодаря турбулизации из-за переноса количества движения вдоль радиуса и других причин значение п уменьшается, расход через гидроциклон увеличивается. Опытные данные показывают, что увеличение концентрации пульпы [5], увеличение размеров циклона (повышение турбулентности потока) увеличивают коэффициент расхода. [c.12] Вернуться к основной статье