Промивка осаду

В більшості випадках отримані на фільтратах осади промивають для видалення з них рідини, що входить в склад суспензії. Тривалість промивки  може бути визначена зрівняння (2.2.3), котре у відповідності з умовами:

П

(2.2.14)

(2.2.15)

ереписується у вигляді:

д е R_заг-сума опорів фільтруючої перетинки іосаду.

З

(2.2.16)

останнього рівняння випливає:

О скільки питомий опір прямопропорційний в’язкості рідини,і вязкість промивної рідини може відрізнятися від в’язкості фільтру,в рівняння (2.2.16) вводять поправочний коефіцієнт k_b=_пр/_ф,який являє собою відношення в’язкостей промивної рідини та фільтрату.З урахуванням цієї поправки рівняння (2.2.16) набуває вигляду:

(2.2.17)

Потрібно відмітити,що кінетичні закони фільтрування іноді суттєво ускладнюються рядом побічних явищ (наприклад,осадження,кристалізація і т.д.),тому розрахунки,що базуються на використанні виведених рівняннь,не можуть давати велику точність.Враховуючи це, фільтруючу апаратуру розраховують з деяким “запасом” по продуктивності.

3. Центрифугування

Центрифугування - це процес розділення суспензій і емульсій під дією відцентрової сили, що здійснюється в обертаючих апаратах, які називаються центрифугами.

Процес осадження в центрифугах характеризуються тими ж законами, що і осадження в циклонах, тому всі формули виведені в розділі 1 для циклоного процесу, використовують і при розрахунку апаратів відстойного центрифугування.

Центрифуги використовують в техніці для проведення процесів відцентрового відстоювання та фільтрування. Центрифуги, що використовуються для осадження, називають відстойними, а ті, що для фільтрування - фільтруючими. Крім того, центрифуги розрізняють

- за принципом дії:

1) періодичні,

2) безперервні,

3) напівбезперервні (автоматичні).

-за способом розвантаження осаду :з ручною і механізованою.

-за способом розміщення валу:

вертикальні,

2) горизонтальні,

- за числом обертів: нормальні (число обертів до 5000-6000об/хв) та суперцентрифуги (більше 10000об/хв, використовують для розділення ізотопів).Але основний показник,за яким відрізняються звичайни центрифуги від суперцентрифуг- це фактор розділення, який для останніх- більше 3500.

Розділення суміші проводиться по принципу відстоювання, але сила тяжіння не є вирішальною, а вирішальною є відцентрова. Барабан є суцільний і частинки рухаються під дією відцентрових сил (Рис. 2.2.18)

Осад припадає до стінок в залежності від густини (першими "прилипають" ті частинки, у котрих густина більша). Рідка фаза під дією відцентрових сил переливається.

Швидкість осадження не є постійною величиною і іде вона не під дією сили тяжіння, а під дією відцентрового прискорення a=W²R=const

І - суспензія;

II -осад;

- освітлена рідина;

Рис. 2.2.18. Схема відстійної центрифуги періодичної дії з ручним вивантаженням осаду:

1 – вал;2 -барабан;3 - кожух;

3.1. Кінетика центрифугування

Величина відцентрової сили для центрифугування

Процес центрифугування проходить під дією відцентрової сили:

(3.1.1)

де W- лінійна швидкість, м/с;

m - маса тіла, що обертається на відстані г від осі обертання ,м.

Сила тяжіння без урахування архімедових сил складає:

G_T=mg,звідки m=G_T/g (3.1.2)

Лінійну швидкість можна визначити з рівняння :

д

(3.1.3)

е n - число обертів, об/хв;

д = 9.8 м/с²;

Підставивши рівняння (3.1.2) та (3.1.3) в рівняння (3.1.1), отримаємо:

(3.1.4)

З останнього рівняння визначають величину відцентрової сили для центрифуги.

Фактор розділення в центрифугах

Ф

(3.1.5)

актор розділення-це відношення прискорення відцентрової сили до прискорення вільного падіння:

П ідставимо в рівняння (3.1.5) значення лінійної швидкості (3.1.3), отримаємо

(3.1.6)

Рівняння (3.1.6) визначає фактор розділення в центрифугах.

Для суперцентрифуг значення фактору розділення перевищує 3500. Скориставшись виразом (3.1.6) можна визначити частоту обертів центрифуги, або радіус обертання за умови відомого значення Ф_r.