Файл: Rozdilennya.pdf

органу. Трубчаті надцентрифуги використовують для освітлення, головним чином, в”язких суспензій, з малим вмістом твердої фази (наприкладдляосвітленняфруктових соків,бактерійних бульонів);для дрібногоосадженняабофракціонуваннясуспензійзавеличиноючастин твердої фази (привидаленні грубих домішок); для розділення стійких емульсій (видалення води з рослинних, рибних та тваринних жирів); для дисперсійного аналізу високодисперсних та колоїдних систем. Подібні машини особливо доцільні у випадках обробки агресивних , гарячих або холодних рідин, коли необхідні невеликі площі робочих поверхонь.

При центрифугуванні в тарілчастих надцентрифугах рідина спрямовуєтьсявідпериферіїтарілок(рис.8.12) до центруроторакрізь міжтарілковий простір (при розділенні суспензій) або до каналів, створенихотворамивтарілках(прирозділенніемульсій).Щобрідинане відставалавідобертанняротора,упорожниніостанньогорозташовують ребра, а тарілки оснащують виступами по твірній. За технологічним призначеннямвідзначаютьсяосвітляючі,роздільнітазгущаючітарілчасті надцентрифуги. Освітляючі надцентрифуги використовуються для відокремлення від рідин суспензованих у досить малих кількостях (приблизнодо0,1%)частин:дляосвітленнярослиннихмасел,тваринних жирів тощо. Роздільні та згущаючі апарати застосовують для відокремлення сливок від молока, обезвожування рослинних масел, згущення молока тощо.

Рис. 8.12 Схеми процесу сепарації.

а– концентратор; б – класифікатор; в – пурифікатор

1– сепараторний слиз; 2 – механічні домішки; 3 – вихідний продукт; 4 – важка фракція; 5 - легка фракція; 6 – очисний продукт;

7 – гідравлічний затвор; 8 – вода; 9 – очищене масло.

23

8.2.5. Особливості розрахункуосновнихпараметрів трубчастих надцентрифуг.

Продуктивність трубчастої надцентрифуги наближено можна визначитизрівняння:

де h - товщина шару рідини в роторі, м; СЕР - середня швидкість осаждення частин у роторі, м/с.

T P d2 2rcер

cер

18

Т, Р - густина твердої та рідкої фази, кг/м3; d - ефективний або еквівалентнийдіаметрчастини,м; -кутовашвидкістьобертанняротора, рад/с; - в”язкість дисперсного середовища, Па*с; rСЕР - середній радіус суспензії в роторі, м; - об”єм роздільної частини ротора:

= LS = L (r2 - r02)

L-кориснадовжинаротора,м;S-середняплощанормальногоперерізу потокасуспензіївроторі,м;r,r0 -внутрішнійрадіусвідповідноротората шару суспензії, м.

Тривалість осадження частин, що встигають випадати з внутрішнього поверхневого шарусуспензії настінкуротора,

8.2.6. Особливості розрахункуосновнихпараметрів сепараторів.

Сепаратори, як правило, являють собою надцентрифуги з вертикальною віссюобертаннятанижнімиопорами.Затехнологічним призначеннямтакі машиниможна розділитинатрикласи:

сепаратори-роздільники,яківикористовуютьсядлярозділеннясуміші рідин, що не розчинюються одна в одній; для концентрування або

24

згущеннясуспензійта емульсій;

сепаратори-освітлювачі, що призначені для видалення твердих домішок з рідини;

сепараторикомбіновані,якізастосовуютьсядлявиконаннядвохабо більшеопераційпереробкирідкоїсуміші.

Продуктивність сепараторів можна визначити за формулою

Бремера:

де П -коефіцієнтвикористаннямаксимальноїпродуктивностібарабану сепаратора: П=0,7…0,8; d - ефективний діаметр частин, що осаджуються, м; z - кількість міжтарілкових просторів; - кутова швидкість обертання барабану сепаратора, рад/с; h - висота тарілки, м; - в”язкість суміші, Па*с.

rmax, rmin - відповідно зовнішній та внутрішній радіус тарілки, м; rC , rx - відповідноарифметичнеталогаріфмічнезначеннярадіусатарілки,м;1, 2 - густинаскладових неоднорідної системи,кг/м3.

Витратипотужності напривод сепаратораможнавизначитияк:

де Т -коефіцієнт,щовраховуєвитратипотужностінатертя: Т=1,1…1,5;-коефіцієнт,щодорівнює =1,5…1,6;rб -зовнішнійрадіусбарабана, см;n-частотаобертаннябарабана,с-1;H-висотабарабанудополовини корпусу кожуха, см.

Продуктивністьтарілчастогосепараторабезперервноїдіїможна визначити за формулою:

25

деr-граничнийрадіусчастинок,м; -кутнахилутвірноїкорпусатарілки:=45…600; П - коефіцієнт використання продуктивності або технологічний к.к.д. сепаратора: П=0,5…0,7.

Продуктивність сепаратора з пульсуючим розвантаженням залишку складає:

деПпродуктивність сепараторау випадкуйогобезперервноїроботи, що визначається за формулою 8.29; tx - час на розвантаження шламу; tx=60…120 с;n -частотарозвантаженнясепаратора,с-1:

де Сч - вміст зважених частин у вихідній суспензії, %; Vш - об”єм шламового простору,м3.

В сепараторах з ручним розвантаженням залишку об”єм шламового простору визначається з розрахунку безперервної роботи

деtp -тривалістьбезперервноїроботисепаратора.

Необхідні розміри шламового простору забезпечуються при конструюваннісепараторазвнутрішнімдіаметромстінкикорпусаротора.

Загальнівитратипотужностінаприводсепараторамістятьнаступні складові:

N = N1 + N2 + N3 ,

де N1 - потужність, що витрачається на надання ротору сепаратора необхідноїкінетичноїенергії;N2 -потужність,яканеобхіднадлянадання необхідноїкінетичноїенергіїрідині;N3 -потужність,якавитрачаєтьсяна здоланнясилтертяротору вповітряномусередовищі.

Складові технологічної потужності сепаратора визначаються наступним чином

26

де А - кінетична енергія ротора сепаратора, Дж; G - вага ротора, Н; rі - радіус інерції ротора, м; - кутова швидкість ротора, рад/с; tроз - тривалістьрозгонуротора,с.

де kv - коефіцієнт, що враховує радіальну швидкість струменя: kv=1,0…1,2; r - відстань від осі обертання до вихідних отворів, м; GS - питома сила ваги рідини, Н/м2;

де =1,85 - емпіричний коефіцієнт; ST,rC - відповідно площа поверхні тертятасереднійрадіуспевноїділянкиротора,м2; П -густинаповітря, кг/м3; k=71,7/S0n-показникстепені;S0 -загальнаплощаповерхні тертя ротора,м2;n -частотаобертанняротора,с-1.

Потужність,якавитрачаєтьсядляздоланнясилиопоруповітря, можна також визначити за наступними формулами в залежності від степені заповнення робочої ємкості. У випадку, коли ротор повністю заповнений продуктовою масою, і тількизовнішняповерхняостанньої маєконтактзповітрям,можнавикористатиформулуЛуньова:

де L-довжинаротора, м;r3 - зовнішній радіус ротора,м;rП -внутрішній радіус кільцевого шару продукції, яка знаходиться всередині обертаючого ротора, м.

Потужність, яка необхіднадляприводумашини, визначається

як:

27

1 - коефіцієнт, що враховує витрати енергії на здолання гідравлічних опорів; k3 =1,5…2- коефіцієнт запасупотужності; -к.к.д. передачвід двигунадовалуротора.

Колидвигунумонтованийбезпосередньонавалуротора,то =1; при наявності прямої пасової передачі без контрприводу =0,95; при використанні контрприводу =0,9; при застосуванні підвищуючої гвинтової пари:

-кутпідйому середньоїлініїнарізкигвинту; -куттертяв контактних поверхнях гвинтовоїпари: 40;

f - коефіцієнт тертя ковзання в опорах; 0 - к.к.д. в опорах колеса:

0=0,75…0,85.

Орієнтовнотехнологічнупотужністьсепаратораможнавизначити заформулою:

деkпр -приведенийкоефіцієнт,щодорівнюєкпр=0,016…0,02;H-висота ротора,м;n -частотаобертанняротора,с-1.

8.3.Машинидля циклонування неодноріднихсистем.

8.3.1.Загальна характеристика процесу та обладнання для

його реалізації.

Циклонування - є процес розділення неоднорідних систем в апараті, щоназиваєтьсяциклоном.Такийапаратміститьциліндричноконічнийкорпусзспеціальниминапрямнимивставками,щонадаємасі продукції у зоні обробки складний рух, близький до спіралевидної траєкторії. Для ідеальних умов роботициклона маємісце ламінарний обертальний та поступальний рух потоку середовища в апараті та ламінарний рух частин дисперсної фази в даному середовищі. Тоді теоретичнотвердічастинкивциклоніздійснюютьобертовийрухнавколо

28