ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Классификация центрифуг. Периодически действующие центрифуги Непрерывно действующие центрифуги Перемешивание материалов из "Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 6" Метод центрифугирования широко используют в различных областях техники, и число типов и конструкций центрифуг весьма велико. [c.233] Основной частью центрифуги является барабан, вращающийся с большой скоростью на вертикальном или горизонтальном валу. Разделение неоднородных смесей в центрифугах может производиться либо по принципу отстаивания, либо по принципу фильтрации. В первом случае используют барабаны со сплошными стенками, во втором —с отверстиями барабаны с отверстиями покрываются фильтрующей перегородкой. Если стенки барабана сплошные, то материал под действием центробежной силы располагается слоями по удельному весу, причем непосредственно у стенок барабана располагается слой материала с большим удельным весом. Если стенки барабана имеют отвер- стия и снабжены на внутренней поверхности фильтрующей перегородкой, например фильтровальной тканью, то твердые частицы смеси остаются на фильтрующей перегородке, а жидкая фаза проходит через поры твердого осадка и фильтрующей перегородки и удаляется из барабана. [c.233] Центробежная сила фактор разделения. При вращении барабана центрифуги и находящейся в нем жидкости возникает центробежная сила как сила инерции. [c.233] Уравнение (1 —2406) показывает, что увеличение центробежной силы легче достигается увеличением числа оборотов, чем увеличением диаметра барабана. Поэтому барабаны небольшого диаметра, но с большим- числом оборотов могут развить большую центробежную силу, чем барабаны большого диаметра, но с небольшим числом оборотов. [c.233] По предыдущему, отношение ускорения центробежной силы к ускорению силы тяжести, т. е. [c.234] Поверхность жидкости в барабане. При центрифугировании на жидкость действуют две силы сила тяжести О и центробежная сила С, вследствие чего свободная поверхность жидкости принимает форму параболоида вращения (рис. 156). Условие равновесия жидкости заключается в том, что свободная поверхность ее в любой точке должна быть нормальна к направлению равнодействующей / . [c.234] Продолжив направление равнодействующей силы / до пересечения с осью барабана в точке О и направление центробежной силы С до пересечения с осью в точке М, получим треугольник КОМ. [c.234] Свободная поверхность, ограниченная кривой РОЕ, характеризуется постоянством отрезка ОМ для всех точек, лежащих на ней. Это положение следует из подобия треугольников /СО/ и ОМК. [c.234] Таким образом, уровень жидкости у стенок барабана, характеризуемый величиной X, возрастает пропорционально квадрату числа оборотов барабана . В связи с этим барабан центрифуги имеет закраину для того, чтобы предотвратить выбрасывание из него жидкости. [c.235] Расположение жидкости во вращающемся барабане центрифуги, снабженном закраиной, схематически показано на рис. 157. В этом случае нагрузку на стенки барабана, создаваемую давлением жидкости, можно считать пр-актически равномерной. [c.235] Характеристика процессов центрифугирования. Как было указано выше, центрифугирование может проводиться по принципу отстаивания в сплошных барабанах) или по принципу фильтрации (в дырчатых барабанах). По своей физической сущности оба процесса отличаются друг от друга. Кроме того, имеются отдельные разновидности каждого из этих процессов, которые определяются содержанием твердой фазы и степенью ее дисперсности, а также физическими свойствами суспензии. [c.235] Центрифугирование в отстойных барабанах производят как для очистки жидкостей от загрязнений, содержащихся в небольших количествах (осветление жидкостей), так и для разделения суспензий, содержащих значительное количество твердой фазы (отстойное центрифугирование). [c.235] Центрифугирование в отстойных барабанах в общем случае складывается из двух физических процессов осаждения твердой фазы (процесс проходит по законам гидродинамини) и уплотнения осадка к последнему процессу применимы основные закономерности механики грунтов (дисперсных сред). [c.235] До некоторого предела концентрации твердой фазы (равного ориентировочно 3—4% по объему) ее осаждение в отстойном барабане протекает без образования поверхности раздела между твердым веществом и жидкостью. При повышении концентрации такая поверхность образуется вследствие укрупнения и коллективного осаждения находящихся в жидкости твердых частиц. [c.235] Еще более сложным является процесс центрифугирования в фильтрующих барабанах. С физической стороны этот процесс состоит из трех периодов образования осадка, его уплотнения и, наконец, удаления из пор осадка жидкости, удерживаемой капиллярными и молекулярными силами. [c.236] Скорость удаления влаги уменьшается от первого периода к третьему, причем часть влаги, удерживаемой молекулярными оиламн, удалить не удается. Очевидно, что второй и третий периоды центрифугирования протекают по законам, совершенно отличным от фильтрации. [c.236] Длительность указанных выше периодов зависит от физических свойств и концентрации суспензий, а также от характеристики центрифуги. Первый период характерен для центрифугирования разбавленных суспензий при длительном подводе их в барабан этот период практически отсутствует или очень непродолжителен при центрифугировании многих концентрированных суспензий. [c.236] Сложность и многообразие процессов центрифугирования затрудняет разработку теории процесса (особенно его кинетики) и точных методов расчета центрифуг. [c.236] Производительность центрифуг. Обычно производительность центрифуг выражают объемом суспензии, поступающей в центрифугу в единицу времени (л/час), или весом осадка, получающегося после центрифугирования кг/час). [c.236] Вернуться к основной статье